DE102013017068A1 - A method for terminating a thermal reaction in an energy storage device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beenden einer thermischen Reaktion in einer Energiespeichereinrichtung (12), umfassend die Schritte: Erfassen einer Temperatur der Energiespeichereinrichtung (12) mittels eines Überwachungssensors (16) und Übertragen der erfassten Temperatur an ein Steuergerät (18, S1), durch das Steuergerät (18) Vergleichen der erfassten Temperatur mit einem vorgegebenen Schwellenwert (S2) und bei Übersteigen der erfassten Temperatur des Schwellenwerts Aktivieren einer Löschvorrichtung (20, S3) durch das Steuergerät (18) oder den Überwachungssensor (16) und Einleiten eines Löschmittels, z. B. Kohlenstoffdioxid, in ein Gehäuse (14) der Energiespeichereinrichtung (12) durch die aktivierte Löschvorrichtung (20, S4) und dadurch Herabsetzen der Temperatur der Energiespeichereinrichtung (12). Es kann weiterhin ein Ableiten des Löschmittels durch eine mit einer Umgebung (30) des Raumes (10) verbundenen Abzugseinrichtung (28) des Gehäuses (14) erfolgen, sodass das Löschmittel nicht außerhalb der Energiespeichereinrichtung (12) in den begrenzten Raum (10) gelangt. Die Erfindung umfasst ebenfalls eine entsprechende ausgerichtete Löschvorrichtung (20).The invention relates to a method for terminating a thermal reaction in an energy storage device (12), comprising the steps of: detecting a temperature of the energy storage device (12) by means of a monitoring sensor (16) and transmitting the detected temperature to a control device (18, S1) the control unit (18) comparing the detected temperature with a predetermined threshold value (S2) and upon exceeding the detected temperature of the threshold activation of an extinguishing device (20, S3) by the control unit (18) or the monitoring sensor (16) and initiating an extinguishing agent, for , As carbon dioxide, in a housing (14) of the energy storage device (12) through the activated extinguishing device (20, S4) and thereby reducing the temperature of the energy storage device (12). Furthermore, the extinguishing agent can be drained off by a discharge device (28) of the housing (14) connected to an environment (30) of the space (10) so that the extinguishing agent does not reach the limited space (10) outside the energy storage device (12) , The invention also comprises a corresponding aligned extinguishing device (20).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beenden einer thermischen Reaktion, z. B. eines Brandes, einer Energiespeichereinrichtung mithilfe eines Überwachungssensors und einer Löschvorrichtung.The invention relates to a method for terminating a thermal reaction, for. B. a fire, an energy storage device using a monitoring sensor and an extinguishing device.
Ein sicherer Betrieb einer Energiespeichereinrichtung, z. B. einer Hochvoltbatterie für z. B. einen elektrischen Antriebsstrang eines Fahrzeugs bei deren Prüfung in einer Prüfstandskammer muss zum Schutze des die Energiespeichereinrichtung prüfenden Personals gewährleistet sein. Interne Sicherheitsmaßnahmen einer Energiespeichereinrichtung können z. B. bei Vorliegen eines Hardwarefehlers oder einer fehlenden oder defekten Kühlung versagen. Beim Auftreten einer thermischen Reaktion in der Energiespeichereinrichtung kann so eine Schädigung durch Brand- oder Schadstoffe der Prüfstandsumgebung, also z. B. des Gebäudes, der Personen oder der Einrichtung, erfolgen.Safe operation of an energy storage device, eg. B. a high-voltage battery for z. As an electric drive train of a vehicle when tested in a test chamber must be ensured to protect the energy storage device testing personnel. Internal security measures of an energy storage device can, for. B. fail in the presence of a hardware failure or a missing or defective cooling. Upon the occurrence of a thermal reaction in the energy storage device can damage by fire or pollutants of the test bench environment, ie z. As the building, the person or the institution done.
Bisher werden in Prüfstandskammern Löschanlagen eingesetzt, die den gesamten Raum mit einem Löschmittel, z. B. mit gasförmigem Kohlenstoffdioxid, fluten. Aus der
Aus der
Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist das Vermeiden eines Inkontaktbringens des Löschmittels mit Personen in einem Prüfstandsraum.One object of the invention is to avoid contacting the extinguishing agent with persons in a test bench room.
Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Löschvorrichtung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind durch die Unteransprüche gegeben.The object is achieved by the method according to the invention and the extinguishing device according to the invention according to the independent claims. Advantageous developments are given by the dependent claims.
Das Verfahren zum Beenden einer thermischen Reaktion, z. B. eines Brandes, in einer Energiespeichereinrichtung umfasst ein Erfassen einer Temperatur der Energiespeichereinrichtung mittels eines Überwachungssensors, ein Übertragen der erfassten Temperatur an ein Steuergerät und, durch das Steuergerät, ein Vergleichen der erfassten Temperatur mit einem vorgegebenen Schwellenwert. Bei Übersteigen des Schwellenwerts durch die erfasste Temperatur erfolgt ein Aktivieren einer Löschvorrichtung durch das Steuergerät oder den Überwachungssensor. Dabei umfasst der Überwachungssensor z. B. ein Thermometer und das Steuergerät z. B. einen Computer oder einen Mikroprozessor des Thermometers oder der Löschvorrichtung.The method for terminating a thermal reaction, e.g. As a fire, in an energy storage device comprises detecting a temperature of the energy storage device by means of a monitoring sensor, transmitting the detected temperature to a control unit and, by the control unit, comparing the detected temperature with a predetermined threshold. When the threshold is exceeded by the detected temperature, an activation of an extinguishing device by the control unit or the monitoring sensor. In this case, the monitoring sensor z. B. a thermometer and the controller z. As a computer or a microprocessor of the thermometer or the extinguishing device.
Das Verfahren ist gekennzeichnet durch das Einleiten eines Löschmittels, z. B. gasförmiges Kohlenstoffdioxid, in ein Gehäuse der Energiespeichereinrichtung durch die aktivierte Löschvorrichtung und dadurch Herabsetzen der Temperatur der Energiespeichereinrichtung.The method is characterized by the introduction of an extinguishing agent, for. As gaseous carbon dioxide, in a housing of the energy storage device by the activated extinguishing device and thereby reducing the temperature of the energy storage device.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine Schädigung durch z. B. Brand- oder Schadstoffe z. B. einer Prüfstandsumgebung verhindert oder gemindert. Wenn beispielsweise interne Sicherheitsmaßnahmen der Energiespeichereinrichtung versagen, z. B. bei Vorliegen eines Hardwarefehlers oder einer fehlenden Kühlung, verhindert und/oder mindert das erfindungsgemäße Verfahren Gebäudeschäden, Personenschäden und Schäden an der Einrichtung eines Raumes. Im Gegensatz zu normalen Raumlöschungen mit z. B. Kohlenstoffdioxid kann der Prüfraum bei einer aktiven Löschung gefahrlos betreten werden, da das Löschgas sich in einem geschlossenen System befindet.The inventive method damage by z. B. fire or pollutants z. B. a test bed environment prevented or mitigated. For example, if internal security measures of the energy storage device fail, for. B. in the presence of a hardware failure or a lack of cooling, prevents and / or reduces the inventive method damage to buildings, personal injury and damage to the establishment of a room. In contrast to normal room deletions with z. As carbon dioxide, the test room can be entered safely in an active deletion, since the quenching gas is in a closed system.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein gasförmiges, flüssiges oder festes Löschmittel verwendet. Vorzugsweise handelt es sich dabei um gasförmiges Kohlenstoffdioxid. Die thermische Reaktion innerhalb einer Batterie wird durch den Kühleffekt von Kohlenstoffdioxid, das eine Temperatur von unter 0°C aufweist, verlangsamt oder gestoppt, und der Innenraum der Batterie wird zusätzlich inertisiert.In one embodiment of the method according to the invention, a gaseous, liquid or solid extinguishing agent is used. Preferably, this is gaseous carbon dioxide. The thermal reaction within a battery is slowed or stopped by the cooling effect of carbon dioxide having a temperature below 0 ° C, and the interior of the battery is additionally rendered inert.
Um ein Schadgas, das bei der thermischen Reaktion durch die Energiespeichereinrichtung entsteht, gezielt abzuführen, sieht eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, das Löschmittel und/oder das entstehende Schadgas aus dem Gehäuse der Energiespeichereinrichtung abzuleiten. Hierdurch wird ein Entstehen eines Überdrucks innerhalb des Gehäuses vermieden.In order to deliberately remove a noxious gas, which arises during the thermal reaction by the energy storage device, a preferred embodiment of the method according to the invention, the extinguishing agent and / or derive the resulting noxious gas from the housing of the energy storage device. As a result, a generation of an overpressure within the housing is avoided.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Energiespeichereinrichtung innerhalb eines durch Wände begrenzten Raumes angeordnet, also z. B. in einem Prüfraum für Batterien. Das Ableiten des Löschmittels erfolgt durch eine mit einer Umgebung des Raumes verbundenen Abzugseinrichtung des Gehäuses, sodass das Löschmittel nicht außerhalb der Energiespeichereinrichtung in den begrenzten Raum gelangt. Die in einem Störfall bei einer thermischen Reaktion von z. B. Lithium-Ionen-Akkus entstehenden Schadgase können so gezielt aus dem Prüfraum abgeführt werden.In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the energy storage device is disposed within a space bounded by walls, so z. In a test room for batteries. The discharge of the extinguishing agent is effected by a connected to an environment of the room exhaust device of the Housing, so that the extinguishing agent does not get outside of the energy storage device in the limited space. In an accident in a thermal reaction of z. B. generated lithium-ion batteries harmful gases can be specifically removed from the test room.
Die oben gestellte Aufgabe wird ebenfalls gelöst von einer Löschvorrichtung zum Beenden einer thermischen Reaktion in einer Energiespeichereinrichtung, die einen Behälter für ein Löschmittel, ein Steuergerät und eine Zuleitung in einen Innenraum eines Gehäuses der Energiespeichereinrichtung zum Einleiten des Löschmittels in das Gehäuse umfasst. Das Steuergerät ist dabei dazu ausgelegt, die ein Steuergerät betreffenden Verfahrensschritte gemäß der Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Hierdurch ergeben sich die oben beschriebenen Vorteile.The above object is also achieved by an extinguishing device for terminating a thermal reaction in an energy storage device comprising a container for an extinguishing agent, a control unit and a supply line in an interior of a housing of the energy storage device for introducing the extinguishing agent into the housing. In this case, the control unit is designed to carry out the method steps relating to a control unit according to the embodiments of the method according to the invention. This results in the advantages described above.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Löschvorrichtung eine Abzugseinrichtung zum Ableiten des Löschmittels und/oder eines entstehenden Schadgases aus dem Innenraum des Gehäuses durch einen durch Wände begrenzten Raum, in dem sich die Energiespeichereinrichtung befindet, hindurch in eine Umgebung außerhalb des Raumes umfassen.In a further embodiment, the extinguishing device may include a discharge device for discharging the extinguishing agent and / or a resulting noxious gas from the interior of the housing through a wall-bounded space in which the energy storage device is located in an environment outside the room.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung noch einmal durch ein konkretes Ausführungsbeispiel näher erläutert. Das gezeigte Beispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar. Es zeigt die einzige Figur eine Skizze zu einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Löschvorrichtung.The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings by a specific embodiment. The example shown represents a preferred embodiment of the invention. It shows the single figure is a sketch of an embodiment of the inventive method and the extinguishing device according to the invention.
Es kann sich in dem gezeigten Beispiel der Figur folgender Vorgang ergeben: Durch z. B. einen Temperatursensor
Damit kein Überdruck innerhalb des Batteriegehäuses
Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel veranschaulicht das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens, ein Löschmittel innerhalb eines geschlossenen Systems zu leiten.The embodiment described above illustrates the principle of the method according to the invention of conducting an extinguishing agent within a closed system.
Durch z. B. einen Temperatursensor
Im Gegensatz zu normalen Raumlöschungen mit z. B. Kohlenstoffdioxid kann der Prüfraum
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Raumroom
- 1212
- EnergiespeichereinrichtungEnergy storage device
- 1414
- Gehäusecasing
- 1616
- Überwachungssensormonitoring sensor
- 1818
- Steuergerätcontrol unit
- 2020
- Löschvorrichtungextinguishing device
- 2222
- Zuleitungsupply
- 2424
- Anschlussconnection
- 2626
- EntgasungsanschlussEntgasungsanschluss
- 2828
- Abzugseinrichtungoff device
- 3030
- Umgebung des RaumesEnvironment of the room
- S1, S2, S3, S4, S5S1, S2, S3, S4, S5
- Verfahrensschrittesteps
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: KRISTL, SEIBT & CO. GESELLSCHAFT M.B.H., AT Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: KRISTL, SEIBT & CO. GESELLSCHAFT M.B.H., AT Free format text: FORMER OWNERS: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE; KRISTL, SEIBT & CO., GRAZ, AT |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: GLAWE DELFS MOLL PARTNERSCHAFT MBB VON PATENT-, DE |
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R012 | Request for examination validly filed |