DE102012023433A1 - Receiving device for an electrochemical energy storage unit - Google Patents
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Abstract
Aufnahmeeinrichtung (1) für eine elektrochemische Energiespeichereinheit (100), mit: einem gasdurchlässigen ersten Behälter (20) mit einer Wandung, die einen ersten Innenraum (21) zur Aufnahme der Speichereinheit definiert, wobei ein Volumen des ersten Innenraums so an die Speichereinheit angepasst ist, dass bei Aufnahme zwischen dieser und der Wandung des ersten Behälters ein die Speichereinheit umhüllender erster Zwischenraum (Z1) gebildet ist; einem gasdurchlässigen zweiten Behälter (50) mit einer Wandung, die einen zweiten Innenraum (51) definiert, in dem der erste Behälter aufgenommen ist, wobei ein Volumen des zweiten Innenraums so an den ersten Behälters angepasst ist, dass zwischen erstem und zweitem Behälter ein den ersten Behälter umhüllender zweiter Zwischenraum (Z2) gebildet ist; jeweils nicht entflammbaren, thermisch isolierenden und gasabsorbierenden ersten und zweiten Isoliermitteln (10, 30), die im ersten bzw. zweiten Zwischenraum angeordnet sind, so dass sie die Speichereinheit bzw. den ersten Behälter umhüllen; und Gassperrmitteln in Form einer Kunststoffhülle (40), welche im zweiten Zwischenraum (Z2) angeordnet ist, so dass sie die zweiten Isoliermittel und den ersten Behälter umhüllt und sich an den zweiten Behälter anschmiegt.Receiving device (1) for an electrochemical energy storage unit (100), comprising: a gas-permeable first container (20) with a wall that defines a first interior (21) for accommodating the storage unit, a volume of the first interior being adapted to the storage unit that a receptacle (Z1) enveloping the storage unit is formed between the latter and the wall of the first container; a gas-permeable second container (50) with a wall which defines a second interior (51) in which the first container is accommodated, a volume of the second interior being adapted to the first container in such a way that between the first and the second container one the first container-enclosing second space (Z2) is formed; in each case non-flammable, thermally insulating and gas-absorbing first and second insulating means (10, 30) which are arranged in the first or second intermediate space, so that they envelop the storage unit or the first container; and gas barrier means in the form of a plastic sleeve (40) which is arranged in the second intermediate space (Z2) so that it envelops the second insulating means and the first container and conforms to the second container.
Description
Die Erfindung betrifft eine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgebildete Aufnahmeeinrichtung für eine elektrochemische Energiespeichereinheit wie ein Batteriemodul, eine Batterie oder eine Batteriezelle, insbesondere auf Lithium-Ionen-Basis.The invention relates to a trained according to the preamble of claim 1 receiving device for an electrochemical energy storage unit such as a battery module, a battery or a battery cell, in particular based on lithium ions.
In den vergangenen Jahren wurde durch insbesondere von der Automobilindustrie gestellte erhöhte Anforderungen an die Leistungsdichte von elektrochemischen Energiespeichereinheiten viel Aufwand in die Weiterentwicklung dieser investiert. Im Zuge dieser Entwicklung haben sich insbesondere Lithium-Ionen-basierte elektrochemische Energiespeichereinheiten als besonders leistungsstark erwiesen. Jedoch können gerade Lithium-Ionen-basierte elektrochemische Energiespeichereinheiten bei Beschädigung sehr heftige wärmeerzeugende Zersetzungsreaktionen bis hin zur Explosion zeigen, wobei zusätzlich zur damit einhergehenden hohen Brandgefahr umweltgefährdende Chemikalien wie Chlor, Schwefeldioxid oder Fluorwasserstoff freigesetzt werden können.In recent years, increased demands on the power density of electrochemical energy storage units, in particular made by the automotive industry, have been invested in the further development of these. In the course of this development, in particular lithium-ion-based electrochemical energy storage units have proven to be particularly powerful. However, just lithium ion-based electrochemical energy storage units can show very violent heat-generating decomposition reactions to the point of explosion if damaged, and in addition to the associated high risk of fire environmentally hazardous chemicals such as chlorine, sulfur dioxide or hydrogen fluoride can be released.
Wegen des hohen Umweltgefährdungspotenzials von elektrochemischen Energiespeichereinheiten, insbesondere von Lithium-Ionen-basierten elektrochemischen Energiespeichereinheiten, ist es vorgesehen, durch gesetzliche Regelungen Aufnahmeeinrichtungen bzw. Gefahrgutboxen für diese vorzuschreiben, wenn es zum Transport von beschädigten Energiespeichereinheiten kommen soll.Because of the high environmental hazard potential of electrochemical energy storage units, in particular of lithium-ion-based electrochemical energy storage units, it is envisaged by legal regulations recording equipment or hazardous goods boxes for this dictate when it comes to transport damaged energy storage units.
Alternative Verfahrensweisen zur Transportermöglichung beschädigter Energiespeichereinheiten, wie das Tauchen der Energiespeichereinheiten in Salzlösung, so dass diese elektrisch entladen werden, oder das Tiefkühlen der Energiespeichereinheiten in flüssigem Stickstoff auf –200°C sind wegen der erforderlichen Sondergenehmigungen, wegen der Zerstörung der Energiespeichereinheiten und der damit erschwerten Analyse von deren Versagen bzw. wegen des hohen technischen Aufwandes und Kostenaufwandes insbesondere auch im Einzelhandel nicht praktikabel.Alternate methods of transposing damaged energy storage units, such as immersing the energy storage units in saline so that they are electrically discharged, or freezing the energy storage units in liquid nitrogen to -200 ° C are difficult because of the required special permits, because of the destruction of the energy storage units and thus Analysis of their failure or because of the high technical complexity and cost, especially in retail impracticable.
Eine Aufnahmeeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist beispielsweise aus
Problematisch an dieser Lösung ist jedoch, dass sich im Inneren der Behälter durch deren gasdichte und massive Ausgestaltung ein sehr hoher Gasdruck durch aus einer z. B. beschädigten Energiespeichereinheit austretendes Gas aufbauen könnte, was bei Überschreitung des Druckstandhaltevermögens der Behälter zu einer gefährlichen überdruckbasierten Explosion führen könnte. Aber auch bei öffnen eines solcherart unter hohem Druck stehenden Behälters können Gefahren für die damit hantierenden Personen entstehen. Zudem könnte es bei einer beschädigten Energiespeichereinheit zu einer starken Wärmeentwicklung in der Energiespeichereinheit und zu einer Übertragung der Wärme an den äußeren zweiten Behälter kommen, was Verletzungsgefahr und Brandgefahr mit sich bringen kann.The problem with this solution, however, is that in the interior of the container by the gas-tight and massive design, a very high gas pressure by a z. B. damaged energy storage unit leaking gas could build, which could result in exceeding the pressure holding capacity of the container to a dangerous overpressure-based explosion. But even when opening such a highly pressurized container can pose a threat to the people handling it. In addition, it could in a damaged energy storage unit to a strong heat in the energy storage unit and a transfer of heat to the outer second container come, which can cause injury and fire hazard.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgebildete Aufnahmeeinrichtung so bereitzustellen, dass eine höhere Sicherheit gegen aus der Energiespeichereinheit resultierende Umweltgefährdungen erzielt wird.The invention has for its object to provide a trained according to the preamble of claim 1 receiving device so that a higher level of security against resulting from the energy storage unit environmental hazards is achieved.
Dies wird mit einer Aufnahmeeinrichtung gemäß Anspruch 1 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.This is achieved with a receiving device according to claim 1. Further developments of the invention are defined in the dependent claims.
Gemäß der Erfindung weist eine Aufnahmeeinrichtung für eine elektrochemische Energiespeichereinheit auf: einen formstabilen ersten Behälter mit einer Wandung, die einen geschlossenen, jedoch selektiv zugänglichen ersten Innenraum zur Aufnahme der Energiespeichereinheit definiert, wobei ein Volumen des ersten Innenraums so an vorbestimmte Außenabmessungen der Energiespeichereinheit angepasst ist, dass bei aufgenommener Energiespeichereinheit zwischen dieser und der Wandung des ersten Behälters ein die Energiespeichereinheit vollständig umhüllender erster Zwischenraum gebildet ist; erste Isoliermittel, die nicht entflammbar sind und die in dem ersten Zwischenraum angeordnet sind, so dass sie die Energiespeichereinheit vollständig umhüllen; einen formstabilen zweiten Behälter mit einer Wandung, die einen geschlossenen, jedoch selektiv zugänglichen zweiten Innenraum definiert, in dem der erste Behälter aufgenommen ist, wobei ein Volumen des zweiten Innenraums so an vorbestimmte Außenabmessungen des ersten Behälters angepasst ist, dass zwischen dem ersten Behälter und der Wandung des zweiten Behälters ein den ersten Behälter vollständig umhüllender zweiter Zwischenraum gebildet ist; zweite Isoliermittel, die nicht entflammbar sind und die in dem zweiten Zwischenraum angeordnet sind, so dass sie den ersten Behälter vollständig umhüllen; und Gassperrmittel, die eingerichtet sind, ein Austreten von von der Energiespeichereinheit erzeugtem Gas aus der Aufnahmeeinrichtung zu sperren.According to the invention, a receiving device for an electrochemical energy storage unit comprises: a dimensionally stable first container having a wall defining a closed, but selectively accessible first interior for receiving the energy storage unit, wherein a volume of the first interior is adapted to predetermined outer dimensions of the energy storage unit, that when absorbed energy storage unit between this and the wall of the first container, the energy storage unit completely enveloping the first space is formed; first insulating means, which are non-flammable and which are arranged in the first space, so that they completely envelop the energy storage unit; a dimensionally stable second container having a wall defining a closed but selectively accessible second internal space in which the first container is received, wherein a volume of the second internal space is adapted to predetermined outer dimensions of the first container that between the first container and the Wall of the second container is formed a first space completely enveloping the second space; second insulating means which are non-flammable and which are arranged in the second space so as to completely envelop the first container; and gas blocking means arranged to block leakage of gas generated by the energy storage unit from the receiving means.
Die erfindungsgemäße Aufnahmeeinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die ersten und die zweiten Isoliermittel jeweils thermisch isolierend und gasabsorbierend ausgebildet sind; dass die Wandungen des ersten und des zweiten Behälters jeweils gasdurchlässig ausgebildet sind; und dass die Gassperrmittel eine Kunststoffhülle aufweisen, welche im zweiten Zwischenraum angeordnet ist, so dass sie die zweiten Isoliermittel und den ersten Behälter vollständig umhüllt und sich an die Wandung des zweiten Behälters anschmiegt.The receiving device according to the invention is characterized in that the first and the second insulating means are each formed thermally insulating and gas-absorbing; that the walls of the first and the second container are each gas-permeable; and that the gas barrier means comprise a plastic sheath disposed in the second space so as to completely encase the second insulating means and the first container and conform to the wall of the second container.
Gemäß der Erfindung bedeutet geschlossener, jedoch selektiv zugänglicher Innenraum, dass der Behälter über einen Zugang (wie z. B. einen ein- oder mehrteiligen Deckel oder eine ein- oder mehrteilige Tür) zu seinem Innenraum verfügt, welcher geöffnet werden kann, um ein Objekt im Innenraum zu platzieren, und welcher geschlossen werden kann, so dass der Innenraum bzw. der Behälter allseitig geschlossen ist.According to the invention, closed but selectively accessible interior means that the container has an access (such as a one-piece or multi-part lid or a one- or multi-part door) to its interior, which can be opened to an object to place in the interior, and which can be closed, so that the interior or the container is closed on all sides.
Gemäß der Erfindung kann die elektrochemische Energiespeichereinheit insbesondere ein aus mehreren Batterien bestehendes Batteriemodul, eine aus mehreren Batteriezellen bestehende Batterie oder eine einzelne Batteriezelle zur Speicherung von Elektroenergie sein. Bevorzugt arbeitet die Energiespeichereinheit auf Lithium-Ionen-, Lithium-Schwefel- oder Lithium-Luft-Basis.According to the invention, the electrochemical energy storage unit may be, in particular, a battery module consisting of a plurality of batteries, a battery consisting of a plurality of battery cells, or a single battery cell for storing electrical energy. The energy storage unit preferably operates on a lithium-ion, lithium-sulfur or lithium-air base.
Die ersten und die zweiten Isoliermittel können von identischem Material oder Materialien gebildet sein. Ferner können die ersten und die zweiten Isoliermittel insbesondere anorganisches Material mit hoher Temperaturbeständigkeit, hohem thermischem Isolationsvermögen, großer Oberfläche zur Gasabsorption und geringem Gewicht aufweisen.The first and second insulating means may be formed of identical material or materials. Further, the first and second insulating means may particularly include inorganic material having high temperature resistance, high thermal insulation capability, high surface area for gas absorption, and low weight.
Dadurch, dass bei der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung die Wandungen des ersten und des zweiten Behälters jeweils gasdurchlässig ausgebildet sind, wird die Gefahr ausgeschlossen, dass durch die erhöhte Stabilität der formstabilen Behälter ein hoher Gasdruck in deren Innenraum durch aus einer z. B. beschädigten Energiespeichereinheit austretendes Gas aufgebaut wird und eine überdruckbasierte Explosion der Aufnahmeeinrichtung auslösen könnte.The fact that in the receiving device according to the invention, the walls of the first and the second container are each gas-permeable, the risk is ruled out that a high gas pressure in the interior of which by z increased due to the increased stability of the dimensionally stable container. B. damaged energy storage unit escaping gas is built and could trigger a pressure-based explosion of the receiving device.
Die wie erfindungsgemäß definiert eingerichtete Kunststoffhülle als Gassperrmittel stellt dabei sicher, dass umweltgefährdende Chemikalien wie Chlor, Schwefeldioxid oder Fluorwasserstoff an ihrer Freisetzung gehindert werden. Die bevorzugt gasdichte Kunststoffhülle bietet dabei insbesondere auch durch ihre Resistenz gegen aus dem Fluorwasserstoff entstehende Fluorwasserstoffsäure einen zuverlässigen Schutz der Umwelt gegen aus einer beschädigten Energiespeichereinheit austretende stark gesundheitsgefährdende Chemikalien. Da die Kunststoffhülle jedoch nicht eine solche Stabilität bzw. Festigkeit wie die ersten und zweiten Behälter aufweist, kann sie durch Versagen (z. B. überdruckbasiertes Aufreißen) einen explosionsgefährlichen zu hohen Gasdruck in der Aufnahmeeinrichtung vermeiden und wirkt somit wie ein Überdruckventil bzw. eine Sicherheitseinrichtung.The defined as defined according to the invention plastic shell as a gas barrier means it ensures that environmentally hazardous chemicals such as chlorine, sulfur dioxide or hydrogen fluoride are prevented from releasing them. The preferred gas-tight plastic shell provides in particular by their resistance to hydrofluoric acid formed from the hydrogen fluoride reliable protection of the environment against emerging from a damaged energy storage unit highly hazardous chemicals. However, since the plastic sheath does not have such stability as the first and second containers, it can prevent explosive gas pressure in the receiving device from being too high due to failure (eg overpressure-based tearing) and thus acts like a pressure relief valve or safety device ,
Da die ersten und die zweiten Isoliermittel neben ihrer Nichtbrennbarkeit jeweils auch gasabsorbierend ausgebildet sind, kann aus einer beschädigten Energiespeichereinheit austretendes Gas zuverlässig in der Aufnahmeeinrichtung gebunden werden, so dass bei Versagen der Kunststoffhülle der Gasaustritt minimiert wird. Da die ersten und die zweiten Isoliermittel außerdem thermisch isolierend ausgebildet sind, können eine Übertragung der von einer beschädigten Energiespeichereinheit erzeugten Wärme an die Außenseite des zweiten (äußeren) Behälters und damit eine Brand- und Verletzungsgefahr zuverlässig vermieden werden.Since the first and the second insulating means are formed in addition to their non-combustibility in each case gas-absorbing, can be reliably bound from a damaged energy storage unit leaking gas in the receiving device, so that is minimized in case of failure of the plastic sheath gas outlet. Since the first and the second insulating means are also thermally insulating, a transmission of the heat generated by a damaged energy storage unit to the outside of the second (outer) container and thus a risk of fire and injury can be reliably avoided.
Mit der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung für eine elektrochemische Energiespeichereinheit wird somit eine erhöhte Sicherheit gegen aus der Energiespeichereinheit resultierende Umweltgefährdungen erzielt.With the receiving device according to the invention for an electrochemical energy storage unit thus increased security against resulting from the energy storage unit environmental hazards is achieved.
Somit kann bei erhöhter Sicherheit ein zerstörungsfreier Transport einer beschädigten elektrochemischen Energiespeichereinheit gewährleistet werden, sodass diese auf Versagensgründe analysiert und ggf. auch wieder instandgesetzt werden kann.Thus, with increased safety, a nondestructive transport of a damaged electrochemical energy storage unit can be guaranteed, so that it can be analyzed for failure reasons and possibly also repaired again.
Zudem kann die erfindungsgemäße Aufnahmeeinrichtung an Bedarfsträger wie den Handel komplett vorkonfektioniert geliefert werden und mehrfach wiederverwendet werden, was eine hohe Praktikabilität der Aufnahmeeinrichtung gewährleistet.In addition, the receiving device according to the invention can be delivered to consumers such as the trade completely prefabricated and reused several times, which ensures high practicality of the receiving device.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Kunststoffhülle eine erste und eine zweite Kunststofffolie auf, die zu zwei Lagen aufeinander gelegt sind, so dass die Kunststoffhülle doppelwandig ausgebildet ist. Gemäß einer Ausgestaltung können die beiden Kunststofffolien jeweils in Form eines Kunststoffsacks ausgebildet sein, wobei die beiden Kunststoffsäcke ineinandergesetzt sind, so dass ein zweilagiger bzw. doppelwandiger Kunststoffsack bzw. die doppelwandige Kunststoffhülle gebildet ist.According to one embodiment of the invention, the plastic sheath on a first and a second plastic film, which are laid on two layers of each other, so that the plastic sheath is double-walled. According to one embodiment, the two plastic films may each be in the form of a plastic bag, wherein the two plastic bags are nested, so that a double-layered or double-walled plastic bag or the double-walled plastic sleeve is formed.
Durch die Doppelwandigkeit der Kunststoffhülle kann auch bei Versagen (z. B. Gasundichtheit durch Beschädigung usw.) einer der beiden Kunststofffolien ein sicherer Schutz der Umwelt gegen Chemikalienaustritt aufrechterhalten werden.Due to the double-walledness of the plastic cover, even in case of failure (eg gas leakage due to damage, etc.) of one of the two plastic films, a reliable protection of the environment against the escape of chemicals can be maintained.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist jede von der ersten und der zweiten Kunststofffolie einen Verschluss auf, über den die von der jeweiligen Kunststofffolie gebildete Hülle nach Einbringen der zweiten Isoliermittel und des ersten Behälters mit den ersten Isoliermitteln und der Energiespeichereinheit gasdicht geschlossen werden kann und über den die geschlossene Hülle wieder geöffnet werden kann, um Zugang zu den zweiten Isoliermitteln, zum ersten Behälter, zu den ersten Isoliermitteln und zur Energiespeichereinheit zu erlangen. Bevorzugt ist der Verschluss der ersten Kunststofffolie versetzt zu dem Verschluss der zweiten Kunststofffolie angeordnet.According to a further embodiment of the invention, each of the first and the second plastic film has a closure over which the envelope formed by the respective plastic film after insertion of the second insulating means and the first container with the first insulating means and the energy storage unit can be closed in a gastight manner and over which the closed shell can be opened again to access the second insulating means, the first container, the first insulating means and the energy storage unit gain. The closure of the first plastic film is preferably arranged offset relative to the closure of the second plastic film.
Durch den Versatz der beiden Verschlüsse wird auch bei Versagen dieser einem Chemikalienaustritt wirksam entgegengewirkt, da der Versatz eine den Chemikalienaustritt hemmende Labyrinthdichtung bildet.Due to the offset of the two closures, a chemical leak is effectively counteracted even in the event of failure, since the offset forms a labyrinth seal which inhibits the escape of chemicals.
Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung weisen die ersten und die zweiten Isoliermittel jeweils zumindest eines von Mineralwolle wie Glaswolle und Steinwolle, Vermiculit und Hohlglaskugeln (auch unter dem Handelsnamen PyroBubbles® bekannt) auf und bestehen insbesondere aus zumindest einem von Mineralwolle, Vermiculit und Hohlglaskugeln.According to yet an embodiment of the invention, the first and the second insulation means are each at least one of mineral wool such as glass wool and rockwool, vermiculite, and hollow glass spheres (also under the trade name PyroBubbles ® known) and in particular consist of at least one of mineral wool, vermiculite, and hollow glass spheres.
Diese Materialien zeigen insbesondere die Eigenschaften einer hohen Temperaturbeständigkeit, eines hohem thermischem Isolationsvermögens, einer großen Oberfläche zur Gasabsorption und eines geringen Gewichts. Wenn Mineralwolle vorgesehen ist, ist diese bevorzugt von Steinwolle gebildet.In particular, these materials exhibit the properties of high temperature resistance, high thermal insulation capability, high surface area for gas absorption and low weight. If mineral wool is provided, it is preferably made of rock wool.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Wandungen des ersten und des zweiten Behälters jeweils aus zumindest einem von Holz wie insbesondere Sperrholz, Kunststoff und Pappe hergestellt. Diese Materialien sind kostengünstig und weisen ein geringes Gewicht auf. Metall ist als Material für die Wandungen des ersten und des zweiten Behälters auch denkbar, kann aber ggf. die Nachteile höherer Kosten und/oder höheren Gewichts haben.According to yet another embodiment of the invention, the walls of the first and the second container are each made of at least one of wood such as in particular plywood, plastic and cardboard. These materials are inexpensive and light in weight. Metal is also conceivable as material for the walls of the first and the second container, but may possibly have the disadvantages of higher costs and / or higher weight.
Zusammen mit den leichten ersten und zweiten Isoliermitteln kann somit die erfindungsgemäße Aufnahmeeinrichtung mit besonders geringem Gesamtgewicht bereitgestellt werden, was das Handling erleichtert und die Transportkosten senkt. Zudem sind die Materialien der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung so gewählt, dass diese keinen Sondermüll darstellen.Together with the lightweight first and second insulating means, the receiving device according to the invention can thus be provided with a particularly low total weight, which facilitates handling and reduces transport costs. In addition, the materials of the receiving device according to the invention are chosen so that they do not constitute hazardous waste.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Kunststoffhülle aus zumindest einem von Polyethylen, Polypropylen und Polytetrafluorethylen (PTFE bzw. Teflon) hergestellt. Zusätzlich können z. B. auch Materialien wie Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyamid (PA) und Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE) in Betracht gezogen werden.According to one embodiment of the invention, the plastic cover is made of at least one of polyethylene, polypropylene and polytetrafluoroethylene (PTFE or Teflon). In addition, z. As well as materials such as polyvinyl chloride (PVC), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyamide (PA) and ethylene-tetrafluoroethylene (ETFE) are considered.
Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung ist das Volumen (insbesondere Höhe × Breite × Tiefe) des ersten Innenraums so bemessen, dass bei aufgenommener Energiespeichereinheit ein Abstand zwischen dieser und der Wandung des ersten Behälters rundum die Energiespeichereinheit mindestens 15 cm beträgt.According to another embodiment of the invention, the volume (in particular height × width × depth) of the first interior is dimensioned such that when the energy storage unit is received a distance between it and the wall of the first container around the energy storage unit is at least 15 cm.
Ein solcher Abstand wurde als für eine sichere Wärme- und Gasaustrittshemmung im ersten Sicherheitsbereich (erster Behälter mit ersten Isolationsmitteln) optimal und ein Entzünden des ersten Behälters sicher verhindernd herausgefunden. Folglich sind gemäß Ausführungsformen der Erfindung bei z. B. gleichbleibender Größenkonfiguration des äußeren zweiten Behälters je nach Größe der aufzunehmenden elektrochemischen Energiespeichereinheit unterschiedliche Größenkonfigurationen des ersten Behälters möglich. Bevorzugt ist auch das Volumen (insbesondere Höhe × Breite × Tiefe) des zweiten Innenraums so bemessen, dass bei aufgenommenem ersten Behälter ein Abstand zwischen diesem und der Wandung des zweiten Behälters rundum den ersten Behälter mindestens 10 cm, bevorzugt 15 cm beträgt.Such a distance has been found to be optimal for safe heat and gas escape inhibition in the first security area (first container with first insulation means) and to reliably prevent ignition of the first container. Consequently, according to embodiments of the invention at z. B. constant size configuration of the outer second container depending on the size of the male electrochemical energy storage unit different size configurations of the first container possible. The volume (in particular height × width × depth) of the second interior is preferably also dimensioned such that when the first container is received, a distance between it and the wall of the second container around the first container is at least 10 cm, preferably 15 cm.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind Verschraubungsmittel und/oder Verspannungsmittel vorgesehen, um die Wandung des ersten Behälters und/oder die Wandung des zweiten Behälters zu verstärken. Dies trägt insbesondere hinsichtlich Stoßbelastungen der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung, wie sie z. B. bei Verkehrsunfällen und Transportunfällen (z. B. dem Herunterfallen von Hubeinrichtungen) vorkommen können, zu einer erhöhten mechanischen Stabilität und damit zu erhöhter Sicherheit gegen Versagen der Aufnahmeeinrichtung bei.According to a further embodiment of the invention, screwing means and / or bracing means are provided to reinforce the wall of the first container and / or the wall of the second container. This contributes in particular with regard to impact loads of the receiving device according to the invention, as described for. B. in traffic accidents and transport accidents (eg., The falling of lifting devices) may occur, to an increased mechanical stability and thus increased security against failure of the receiving device at.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der im zweiten Behälter definierte zweite Innenraum quaderförmig ausgebildet, wobei die Kunststoffhülle mit Quaderform vorgeformt in den zweiten Innenraum eingesetzt ist.According to yet a further embodiment of the invention, the second inner space defined in the second container is cuboid-shaped, wherein the plastic casing with a cuboidal shape is preformed inserted into the second inner space.
Mit anderen Worten ist der zweite Behälter als Quader ausgebildet, was dessen Transport z. B. mittels Hubeinrichtungen wie Gabelstaplern erleichtert. Die Vorformung der Kunststoffhülle mit Quaderform erleichtert sowohl deren Einsetzen in den zweiten Innenraum als auch das Einbringen des mit der Energiespeichereinheit und den ersten Isoliermitteln befüllten ersten Behälters und der zweiten Isoliermittel in den zweiten Innenraum.In other words, the second container is designed as a cuboid, what its transport z. B. facilitated by lifting devices such as forklifts. The preforming of the plastic casing with a cuboid shape facilitates both its insertion into the second interior and the introduction of the filled with the energy storage unit and the first insulating first container and the second insulating means in the second interior.
Gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung sind sowohl der erste Behälter als auch der zweite Behälter jeweils als Quader ausgebildet, wobei der zweite Behälter bevorzugt eine als Standfläche vorgesehene rechteckige Außenfläche mit den Abmaßen einer Europallette haben kann (Länge: 1200 mm × Breite: 800 mm). Eine rein beispielhafte Höhe des zweiten Behälters kann 800 mm betragen. Die Abmaße des ersten Behälters sind an jene des zweiten Behälters angepasst und können z. B. etwa Länge: 850 mm × Breite: 450 mm × Höhe: 450 mm betragen. Andere Abmessungen von erstem und zweitem Behälter sind ausdrücklich möglich.According to further embodiments of the invention, both the first container and the second container each formed as a cuboid, wherein the second container may preferably have a provided as a footprint rectangular outer surface with the dimensions of a Europallette (length: 1200 mm × width: 800 mm). A purely exemplary height of the second container may be 800 mm. The dimensions of the first container are adapted to those of the second container and can, for. B. length: 850 mm × width: 450 mm × height: 450 mm. Other dimensions of the first and second containers are expressly possible.
Mit diesem Kiste-in-Kiste-Prinzip werden die Herstellung, der Zusammenbau, der Transport und die Lagerung der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung weiter erleichtert.With this box-in-box principle, the manufacture, assembly, transport and storage of the receiving device according to the invention are further facilitated.
Die Erfindung erstreckt sich ausdrücklich auch auf solche Ausführungsformen, welche nicht durch Merkmalskombinationen aus expliziten Rückbezügen der Ansprüche definiert sind, womit die offenbarten Merkmale der Erfindung – soweit dies technisch sinnvoll ist – beliebig miteinander kombiniert sein können.The invention expressly extends to such embodiments, which are not defined by combinations of features explicit back references of the claims, whereby the disclosed features of the invention - as far as is technically feasible - can be combined with each other.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben.In the following the invention will be described by means of a preferred embodiment and with reference to the attached figures.
Die
Die elektrochemische Energiespeichereinheit
In der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass die Energiespeichereinheit
Die Aufnahmeeinrichtung
Der erste Behälter
Ein Volumen des ersten Innenraums
Der erste Behälter
Zur Realisierung der Zugänglichkeit des ersten Innenraums
Die ersten Isoliermittel
Der zweite Behälter
Ein Volumen des zweiten Innenraums
Der zweite Behälter
Zur Realisierung der Zugänglichkeit des zweiten Innenraums
Die zweiten Isoliermittel
Die gasdichte Kunststoffhülle
Die Kunststoffhülle
Wie aus
Wie aus
Die Kunststoffhülle
Obwohl in den
Verspannungsmittel können beispielhaft in Form von einem oder mehreren um den Außenumfang des jeweiligen Behälters
Bei einem mit einer Lithium-Ionen-Batterie als elektrochemischer Energiespeichereinheit durchgeführten Test wurden (bei in der Aufnahmeeinrichtung
Bei diesem Test wurde festgestellt, dass die aus der Überladung resultierenden Reaktionen der überladenen 6 Zellen auf diese beschränkt blieben. Die überladenen 6 Zellen erreichten Temperaturen von größer 400°C, wobei jedoch kein Überschlag der Reaktionen auf benachbarte Zellen festzustellen war. Die Temperatur am inneren ersten Behälter erreichte maximal 32–36°C. Der äußere zweite Behälter blieb als redundante Schutzeinrichtung uneingeschränkt erhalten, so dass eine äußerliche Veränderung der Aufnahmeeinrichtung
Die erfindungsgemäße Aufnahmeeinrichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Aufnahmeeinrichtungrecording device
- 1010
- erste Isoliermittelfirst insulating agent
- 2020
- erster Behälterfirst container
- 2121
- erster Innenraumfirst interior
- 2222
- Deckelcover
- 3030
- zweite Isoliermittesecond insulating center
- 4040
- KunststoffhüllePlastic sheath
- 4141
- erste Kunststofffoliefirst plastic film
- 41a41a
- Verschlussshutter
- 4242
- zweite Kunststofffoliesecond plastic film
- 42a42a
- Verschlussshutter
- 5050
- zweiter Behältersecond container
- 5151
- zweiter Innenraumsecond interior
- 5252
- Deckelcover
- 5353
- Außenfläche (Standfläche)Outer surface (base)
- 100100
- EnergiespeichereinheitEnergy storage unit
- AA
- Abstanddistance
- BB
- Abstanddistance
- Z1Z1
- erster Zwischenraumfirst gap
- Z2Z2
- zweiter Zwischenraumsecond space
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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