DE102013222269A1

DE102013222269A1 - Aufnahmeeinrichtung für eine elektrochemische Energiespeichereinheit

Info

Publication number: DE102013222269A1
Application number: DE201310222269
Authority: DE
Inventors: Thomas Biermann; Ralf Fabian
Original assignee: Volkswagen AG; TUEV Rheinland Industrie Service GmbH
Current assignee: Volkswagen AG; TUEV Rheinland Industrie Service GmbH
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2033-11-01
Also published as: DE102013222269B4

Abstract

Aufnahmeeinrichtung (1) für eine elektrochemische Energiespeichereinheit (100), aufweisend: einen ersten Behälter (20) mit einem ersten Innenraum zur Aufnahme der Energiespeichereinheit, erste Isoliermittel, die in einem ersten Zwischenraum (Z1) zwischen Energiespeichereinheit und erstem Behälter angeordnet sind, einen zweiten Behälter (20) mit einem zweiten Innenraum, in dem der erste Behälter aufgenommen ist, zweite Isoliermittel, die in einem zweiten Zwischenraum (Z2) zwischen erstem und zweitem Behälter angeordnet sind, und Gasaustritt-Hemmmittel, die eingerichtet sind, ein aus der Aufnahmeeinrichtung Austreten von Abgas aus der Energiespeichereinheit zu hemmen. Gemäß der Erfindung ist eine Wandung des ersten Behälters gasdurchlässig, weisen die Gasaustritt-Hemmmittel eine Kunststoffhülle (70), welche im zweiten Zwischenraum angeordnet ist, so dass sie die zweiten Isoliermittel und den ersten Behälter vollständig umhüllt, und eine Siphonanordnung auf, die einen Abgaseingang (87) hat, welcher mit dem zweiten Zwischenraum fluidverbunden ist, und ist ein Abgasbehandlungssystem vorgesehen, das mit einem Abgasausgang der Siphonanordnung fluidverbunden ist, so dass Abgas von der Energiespeichereinheit behandelt an die Umgebung abgebbar ist.

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.
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.
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.
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.
Eine Aufnahmeeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist beispielsweise aus JP 2004071427 A bekannt. Bei dieser Aufnahmeeinrichtung sind die ersten und die zweiten Isoliermittel als nicht entflammbares elektrisch isolierendes anorganisches Material ausgebildet und sind die jeweiligen Wandungen des ersten und des zweiten Behälters jeweils aus Metall und jeweils gasdicht ausgebildet, so dass die Gasaustritt-Hemmmittel von diesen Wandungen so gebildet sind, dass sie ein aus der Aufnahmeeinrichtung Austreten von von einer im ersten Behälter aufgenommenen Energiespeichereinheit erzeugtem Abgas vollständig hemmen bzw. sperren.
Problematisch an dieser Lösung ist jedoch, dass sich durch das Abgas im Inneren der Behälter durch deren gasdichte und massive Ausgestaltung ein sehr hoher Gasdruck aufbauen könnte, was bei Überschreitung des Druckstandhaltevermögens der Behälter zu einer gefährlichen überdruckbasierten Explosion führen könnte. 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.
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.
Dies wird mit einer Aufnahmeeinrichtung gemäß Anspruch 1 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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; erste Isoliermittel, die nicht entflammbar sind und die in einem zwischen der Energiespeichereinheit und der Wandung des ersten Behälters gebildeten ersten Zwischenraum angeordnet sind, so dass sie die Energiespeichereinheit bevorzugt 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; zweite Isoliermittel, die nicht entflammbar sind und die in einem zwischen erstem und zweitem Behälter gebildeten zweiten Zwischenraum angeordnet sind, so dass sie den ersten Behälter bevorzugt vollständig umhüllen, und Gasaustritt-Hemmmittel, die eingerichtet sind, ein aus der Aufnahmeeinrichtung Austreten von von der Energiespeichereinheit erzeugtem Abgas zu hemmen.
Die erfindungsgemäße Aufnahmeeinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Wandung des ersten Behälters gasdurchlässig ausgebildet ist, die Gasaustritt-Hemmmittel eine Kunststoffhülle, welche im zweiten Zwischenraum angeordnet ist, so dass sie die zweiten Isoliermittel und den ersten Behälter vollständig umhüllt, und eine sperrflüssigkeitsbasierte Siphonanordnung aufweisen, die einen Abgaseingang hat, welcher durch die Kunststoffhülle hindurch mit dem zweiten Zwischenraum fluidverbunden ist, und dass ein Abgasbehandlungssystem vorgesehen ist, das mit einem Abgasausgang der Siphonanordnung fluidverbunden ist, so dass von der Energiespeichereinheit erzeugtes und durch die Siphonanordnung hindurchgetretenes Abgas behandelt an die Umgebung abgebbar ist.
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.
Bevorzugt ist ein Volumen des ersten Innenraums so an vorbestimmte Außenabmessungen der Energiespeichereinheit angepasst, dass bei aufgenommener Energiespeichereinheit zwischen dieser und der Wandung des ersten Behälters der erste Zwischenraum so gebildet ist, dass er die Energiespeichereinheit vollständig umhüllt. Bevorzugt ist ein Volumen des zweiten Innenraums so an vorbestimmte Außenabmessungen des ersten Behälters angepasst, dass zwischen dem ersten Behälter und der Wandung des zweiten Behälters der zweite Zwischenraum so gebildet ist, dass er den ersten Behälter vollständig umhüllt.
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-Basis.
Gemäß der Erfindung können die ersten und die zweiten Isoliermittel von identischem Material oder unterschiedlichen 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.
Gemäß der Erfindung kann die sperrflüssigkeitsbasierte Siphonanordnung eine oder mehrere Siphoneinrichtungen aufweisen, die bei Verwendung der Aufnahmeeinrichtung jeweils mit einer Sperrflüssigkeit wie z.B. Wasser befüllt sind, so dass von der Energiespeichereinheit erzeugtes Abgas unter einem vorbestimmten relativ niedrigen Gasdruck durch die Sperrflüssigkeit hindurchpassieren muss, um zu dem nachgeordneten Abgasbehandlungssystem und von dort aus in die Umgebung zu gelangen.
Gemäß der Erfindung kann das Abgasbehandlungssystem eine oder mehrere Abgasbehandlungseinrichtungen aufweisen, die jeweils insbesondere zum Reinigen des Abgases bzw. Binden von gesundheitsgefährdenden Inhalten des Abgases eingerichtet sind. Bevorzugt weisen die Abgasbehandlungseinrichtungen jeweils Aktivkohlefilter (z.B. SILCARBON SC40) auf. Bevorzugt ist so viel Aktivkohle vorgesehen, dass jegliches aus einer maximal größenmäßig für die Aufnahmeeinrichtung zulässigen Energiespeichereinheit austretendes Abgas auf ein ungefährliches Schadstoffniveau gebracht werden kann.
Dadurch, dass gemäß der Erfindung die Wandung des ersten Behälters gasdurchlässig ausgebildet ist, kann von der Energiespeichereinheit erzeugtes Abgas ohne Gefahr eines Aufbaus eines hohen Gasdrucks im ersten Behälter aus diesem zumindest teilweise abgeführt werden und somit eine überdruckbasierte Explosion des ersten Behälters sicher vermieden werden. Bevorzugt ist auch die Wandung des zweiten Behälters gasdurchlässig ausgebildet.
Die wie erfindungsgemäß definiert eingerichtete Kunststoffhülle als Bestandteil der Gasaustritt-Hemmmittel stellt sicher, dass umweltgefährdende Chemikalien wie Chlor, Schwefeldioxid oder Fluorwasserstoff nicht unkontrolliert bzw. unbehandelt in die Umgebung austreten können. 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.
Dadurch, dass gemäß der Erfindung die sperrflüssigkeitsbasierte Siphonanordnung, deren Abgaseingang durch die Kunststoffhülle hindurch mit dem zweiten Zwischenraum fluidverbunden ist, und das Abgasbehandlungssystem vorgesehen ist, welches mit dem Abgasausgang der Siphonanordnung fluidverbunden ist, so dass von der Energiespeichereinheit erzeugtes und durch die Siphonanordnung hindurchgetretenes Abgas behandelt an die Umgebung abgebbar ist, kann einerseits durch stetige Gasabfuhr ein zu starkes Ansteigen des Gasdrucks in den Behältern der Aufnahmeeinrichtung vermieden werden und kann andererseits das abgeführte Abgas so behandelt werden, dass es keine oder nur eine geringe Umwelt- und/oder Gesundheitsgefährdung darstellt.
Im Fazit wird mit der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung für eine elektrochemische Energiespeichereinheit eine erhöhte Sicherheit gegen aus der Energiespeichereinheit resultierende Umweltgefährdungen erzielt.
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. 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.
Bevorzugt sind die ersten und die zweiten Isoliermittel jeweils thermisch isolierend und gasabsorbierend ausgebildet. Die gasabsorbierende Ausbildung hat den Vorteil, dass aus einer beschädigten Energiespeichereinheit austretendes Abgas zumindest teilweise in der Aufnahmeeinrichtung gebunden werden kann, so dass die Menge an abzuführenden Abgas reduziert werden kann. Durch die thermisch isolierende Ausbildung 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.
Bevorzugt 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 ineinander gesetzt sind, so dass ein zweilagiger bzw. doppelwandiger Kunststoffsack bzw. die doppelwandige Kunststoffhülle gebildet ist.
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.
Bevorzugt weist jede von der ersten und der zweiten Kunststofffolie einen Verschluss auf, über den die von der jeweiligen Kunststofffolie gebildete Hülle gasdicht geschlossen werden kann und über den die geschlossene Hülle wieder geöffnet werden kann. Bevorzugt ist der Verschluss der ersten Kunststofffolie versetzt zu dem Verschluss der zweiten Kunststofffolie angeordnet. Durch den Versatz der beiden Verschlüsse wird auch bei Versagen dieser einem Chemikalienaustritt wirksam entgegengewirkt, da der Versatz eine den Chemikalienaustritt hemmende Labyrinthdichtung bildet.
Bevorzugt 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.
Bevorzugt sind Verschraubungsmittel und/oder Verspannungsmittel vorgesehen, um die Wandung der ersten bis dritten Behälter und/oder die Wandung einzelner Behälter 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.
Bevorzugt ist der im zweiten Behälter definierte zweite Innenraum quaderförmig ausgebildet, wobei die Kunststoffhülle mit Quaderform vorgeformt in den zweiten Innenraum eingesetzt ist. 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 der darin aufzunehmenden Komponenten.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der zweite Behälter der Aufnahmeeinrichtung in seinem zweiten Innenraum eine Trennwand auf, so dass der zweite Zwischenraum auf einer Seite dessen von der Trennwand begrenzt ist und zwischen der Trennwand und der Wandung des zweiten Behälters eine Kammer gebildet ist, in welcher die Siphonanordnung und das Abgasbehandlungssystem angeordnet sind, wobei der Abgaseingang der Siphonanordnung durch die Trennwand und die Kunststoffhülle hindurch mit dem zweiten Zwischenraum fluidverbunden ist.
Durch die Bereitstellung einer separaten Aufnahmekammer für die Siphonanordnung und das Abgasbehandlungssystem können diese beiden Komponenten besser gegen mechanische und thermische Belastungen geschützt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Wandung des ersten Behälters mit mindestens einer Durchgangsöffnung zum zweiten Zwischenraum versehen, welche bezüglich einer Höhe des ersten Behälters in einer unteren Hälfte dessen angeordnet ist.
Die Bereitstellung der mindestens einen Durchgangsöffnung in der Wandung des ersten Behälters unterstützt in vorteilhafter Weise einen Abgasaustritt aus dem ersten Behälter und damit die Vermeidung eines gefährlichen Überdrucks. Durch die Anordnung der mindestens einen Durchgangsöffnung in der unteren Hälfte des ersten Behälters kann sich aus der Energiespeichereinheit austretendes Abgas gut auf den gesamten ersten Innenraum verteilen, bevor es durch die mindestens eine Durchgangsöffnung in den zweiten Innenraum austritt. Dies verbessert die Abgasabsorbtion und reduziert damit die Abgasabgabe an die Umgebung.
Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung ist das Abgasbehandlungssystem bezüglich einer Höhe des zweiten Behälters auf einem höheren Höhenniveau als ein Sperrflüssigkeitsbereich der Siphonanordnung angeordnet. Dies stellt sicher, dass ohne Abgasbeaufschlagung der Siphonanordnung keine Sperrflüssigkeit in das Abgasbehandlungssystem bzw. dessen Abgasbehandlungseinrichtungen gelangt, wodurch eine vorzeitige Beschädigung des Abgasbehandlungssystems sicher vermieden wird.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind der Abgaseingang der Siphonanordnung und ein Abgasausgang des Abgasbehandlungssystems benachbart zu einem obersten Abschnitt der Wandung des zweiten Behälters angeordnet, wobei der Sperrflüssigkeitsbereich der Siphonanordnung benachbart zu einem untersten Abschnitt der Wandung des zweiten Behälters angeordnet ist. Dies maximiert die für die Anordnung der der Siphonanordnung und des Abgasbehandlungssystems zur Verfügung stehende Strecke und maximiert somit den Schutz des Abgasbehandlungssystems vor Sperrflüssigkeit sowie die Abgasbehandlungsstrecke im Abgasbehandlungssystem.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist zusätzlich ein formstabiler dritter Behälter mit einer gasdurchlässigen Wandung vorgesehen, die einen geschlossenen, jedoch selektiv zugänglichen dritten Innenraum definiert, in dem der erste Behälter aufgenommen ist, sind Außenabmessungen des ersten Behälters und ein Volumen des dritten Innenraums des dritten Behälters so angepasst, dass zwischen dem ersten Behälter und der Wandung des dritten Behälters ein den ersten Behälter umhüllender erster Teilzwischenraum des zweiten Zwischenraums verbleibt, ist der dritte Behälter in dem zweiten Innenraum des zweiten Behälters aufgenommen, wobei Außenabmessungen des dritten Behälters und ein Volumen des zweiten Innenraums des zweiten Behälters so angepasst sind, dass zwischen dem dritten Behälter und der Wandung des zweiten Behälters ein den dritten Behälter umhüllender zweiter Teilzwischenraum des zweiten Zwischenraums verbleibt, sind außerdem dritte Isoliermittel vorgesehen, die nicht entflammbar sind und die in dem ersten Teilzwischenraum angeordnet sind, so dass sie den ersten Behälter umhüllen, und sind die zweiten Isoliermittel in dem zweiten Teilzwischenraum angeordnet, so dass sie den dritten Behälter umhüllen.
Durch Vorsehen des dritten Behälters kann gerade für große elektrochemische Energiespeichereinheiten die mechanische Stabilität der Aufnahmeeinrichtung noch mehr gesteigert werden und können somit der Schutz der jeweiligen Energiespeichereinheit gegen äußere mechanische Belastungen und der Schutz der Umwelt gegen aus der Energiespeichereinheit resultierende Gefahren (z.B. bei Explosionserscheinungen an der Energiespeichereinheit) verbessert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Wandung des dritten Behälters mit mindestens einer Durchgangsöffnung zum zweiten Teilzwischenraum versehen, welche bezüglich einer Höhe des dritten Behälters in einer oberen Hälfte dessen angeordnet ist. Durch diese Anordnung der mindestens einen Durchgangsöffnung in der oberen Hälfte des dritten Behälters kann sich aus dem ersten Behälter austretendes Abgas gut auf den gesamten dritten Innenraum verteilen, bevor es durch die mindestens eine Durchgangsöffnung des dritten Behälters in den zweiten Teilzwischenraum austritt. Dies verbessert die Abgasabsorbtion und reduziert damit die Abgasabgabe an die Umgebung.
Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung ist in dem zweiten Teilzwischenraum ein Abgasleitungssystem angeordnet, das mindestens einen Abgaseingang, an den jede Durchgangsöffnung in der Wandung des dritten Behälters angeschlossen ist, und mindestens einen Abgasausgang aufweist, der bezüglich der Höhe des dritten Behälters unterhalb jedes Abgaseingangs des Abgasleitungssystems angeordnet ist. Durch diese Anordnung des mindestens einen Abgasausgangs des Abgasleitungssystems unterhalb jedes Abgaseingangs des Abgasleitungssystems kann sich aus dem dritten Behälter austretendes Abgas gut in dem zweiten Teilzwischenraum verteilen. Dies verbessert die Abgasabsorbtion zusätzlich und reduziert damit die Abgasabgabe an die Umgebung noch mehr.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der mindestens eine Abgasausgang des Abgasleitungssystems in etwa mittig unter einem Bodenabschnitt der Wandung des dritten Behälters angeordnet. Durch diese mittige Anordnung des mindestens einen Abgasausgangs wird eine noch bessere Verteilung des aus dem dritten Behälter austretenden Abgases im zweiten Teilzwischenraum erzielt. Dies verbessert die Abgasabsorbtion weiter und reduziert damit die Abgasabgabe an die Umgebung weiter.
Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung definiert die mindestens eine Durchgangsöffnung in der Wandung des dritten Behälters eine bevorzugt horizontale Eintrittsrichtung in das Abgasleitungssystem für von der Energiespeichereinheit erzeugtes Abgas und definiert der Abgasausgang des Abgasleitungssystems eine bevorzugt horizontale Austrittsrichtung aus dem Abgasleitungssystem für dieses Abgas, wobei die Austrittsrichtung senkrecht zur Eintrittsrichtung des Abgases ist. Dies unterstützt vorteilhaft das Verteilen des Abgases aus dem dritten Behälter im zweiten Teilzwischenraum und verbessert somit weiter die Abgasabsorbtion und reduziert damit die Abgasabgabe an die Umgebung noch mehr.
Bevorzugt sind die ersten bis dritten Behälter jeweils als Quader ausgebildet, wobei der äußere zweite Behälter bevorzugt eine als Standfläche vorgesehene rechteckige Außenfläche mit Abmaßen aufweist, die nicht über die Abmaße einer Europallette (Länge: 1200 mm × Breite: 800 mm) hinausgehen. Mit diesem Kiste-in-Kiste-Prinzip werden die Herstellung, der Zusammenbau, der Transport und die Lagerung der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung weiter erleichtert.
Bevorzugt weisen die ersten bis dritten 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. 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. Die ersten bis dritten Isoliermittel können ferner z.B. Gipskartonplatten mit Brandschutzgüte aufweisen.
Bevorzugt sind die Wandungen der ersten bis dritten Behälter jeweils aus zumindest einem von Holz wie insbesondere Sperrholz, Kunststoff und Pappe hergestellt. Diese Materialien sind kostengünstig und weisen ein geringes Gewicht auf. Zusammen mit den leichten 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.
Die Erfindung erstreckt sich ausdrücklich auch auf solche Ausführungsformen, welche nicht durch Merkmalskombinationen aus expliziten Rückbezügen der Ansprüche gegeben sind, womit die offenbarten Merkmale der Erfindung – soweit dies technisch sinnvoll ist – beliebig miteinander kombiniert sein können.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben werden.
1 zeigt eine Draufsicht einer Aufnahmeeinrichtung gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
2 zeigt eine seitliche Schnittansicht der Aufnahmeeinrichtung von 1, gesehen entlang einer Schnittlinie A-A in 1.
3 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht eines Abgassystems einer Aufnahmeeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Die 1 bis 3 zeigen Komponenten von Aufnahmeeinrichtungen 1 für eine elektrochemische Energiespeichereinheit 100 gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
Die elektrochemische Energiespeichereinheit 100 (im Folgenden einfach "Energiespeichereinheit 100" genannt) arbeitet bzw. funktioniert auf Lithium-Ionen-Basis und kann ein aus mehreren Batterien bestehendes Batteriemodul, eine aus mehreren Batteriezellen bestehende Batterie oder eine einzelne Batteriezelle zur Speicherung von Elektroenergie sein.
Für die folgenden Beschreibungen von Ausführungsformen der Erfindung wird angenommen, dass die Energiespeichereinheit 100 mechanisch und/oder elektrisch beschädigt wurde und zur Analyse bzw. Reparatur transportiert werden soll. Zu diesem Zweck wird die Energiespeichereinheit 100 in der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung 1 platziert, wie in den 1 und 2 gezeigt.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung 1 beschrieben werden.
Die Aufnahmeeinrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung weist erste Isoliermittel 10, einen formstabilen ersten Behälter 20, zweite Isoliermittel 30 und einen formstabilen zweiten Behälter 40 auf, die in dieser Reihenfolge von innen nach außen angeordnet sind. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass bei der Beschreibung der ersten Ausführungsform der Erfindung ein in den 1 und 2 gezeigter dritter formstabiler Behälter 50 (Zwischenbehälter zwischen dem ersten Behälter 20 und dem zweiten Behälter 40) außer Betracht bleibt und als bei der ersten Ausführungsform der Erfindung nicht vorgesehen gilt.
Der erste Behälter 20 ist als Quader ausgebildet und weist eine gasdurchlässige Wandung auf, die aus Sperrholz hergestellt ist und die einen geschlossenen, jedoch selektiv zugänglichen ersten Innenraum 21 zur Aufnahme der Energiespeichereinheit 100 definiert. Zur Realisierung der Zugänglichkeit des ersten Innenraums 21 weist der erste Behälter 20 einen einteiligen Deckel 22 (nur in 2 gezeigt) auf, welcher geöffnet werden kann, um die Energiespeichereinheit 100 im ersten Innenraum 21 zu platzieren, und welcher geschlossen werden kann, so dass der erste Innenraum 21 bzw. der erste Behälter 20 allseitig geschlossen ist.
Ein Volumen des ersten Innenraums 21 ist so an die Außenabmessungen der Energiespeichereinheit 100 angepasst, dass bei aufgenommener Energiespeichereinheit 100 zwischen dieser und der Wandung des ersten Behälters 20 ein die Energiespeichereinheit 100 vollständig umhüllender erster Zwischenraum Z1 gebildet ist.
Die ersten Isoliermittel 10 sind so ausgebildet, dass sie nicht entflammbar, thermisch isolierend und gasabsorbierend sind. In der vorliegenden Ausführungsform weisen die ersten Isoliermittel 10 in Mattenform oder Stopfform bereitgestellte Steinwolle (Mineralwolle) und Gipskartonplatten mit Brandschutzgüte auf. Die Gipskartonplatten sind so vorgesehen, dass sie die Wandung des ersten Behälters 20 innenseitig rundum verkleiden. Die Steinwolle befindet sich dann zwischen den Gipskartonplatten und der Energiespeichereinheit 100. Eine Dicke der Steinwolleschicht in Richtung von der Energiespeichereinheit 100 zur Wandung des ersten Behälters 20 beträgt dabei mindestens 150 mm.
Die Energiespeichereinheit 100 kann entweder bodenseitig direkt auf einer Gipskartonplatte stehen (wie in 2 gezeigt) oder es kann sich auch bodenseitig Steinwolle (mit der Dicke von mindestens 150 mm) zwischen Gipskartonplatte und Energiespeichereinheit 100 befinden.
Die ersten Isoliermittel 10 werden bei geöffnetem Deckel 22 in den ersten Behälter 20 eingebracht, so dass sie in dem ersten Zwischenraum Z1 diesen vollständig ausfüllend angeordnet sind und die Energiespeichereinheit 100 vollständig umhüllen.
Der zweite Behälter 40 ist als Quader ausgebildet und weist eine gasdurchlässige Wandung auf, die aus Sperrholz hergestellt ist und die einen geschlossenen, jedoch selektiv zugänglichen zweiten Innenraum 41 definiert, in dem der erste Behälter 20 aufnehmbar bzw. aufgenommen ist. Zur Realisierung der Zugänglichkeit des zweiten Innenraums 41 weist der zweite Behälter 40 einen einteiligen Deckel 42 (nur in 2 gezeigt) auf, welcher geöffnet werden kann, um den ersten Behälter 20 im zweiten Innenraum 41 zu platzieren, und welcher geschlossen werden kann, so dass der zweite Innenraum 41 bzw. der zweite Behälter 40 allseitig geschlossen ist.
Ein Volumen des zweiten Innenraums 41 ist so an die Außenabmessungen des ersten Behälters 20 angepasst, dass zwischen dem ersten Behälter 20 und der Wandung des zweiten Behälters 40 ein den ersten Behälter 20 vollständig umhüllender zweiter Zwischenraum Z2 gebildet ist.
Die zweiten Isoliermittel 30 sind so ausgebildet, dass sie nicht entflammbar, thermisch isolierend und gasabsorbierend sind. In der vorliegenden Ausführungsform weisen die zweiten Isoliermittel 30 in Mattenform oder Stopfform bereitgestellte Steinwolle (Mineralwolle) auf. Eine Dicke der Steinwolleschicht in Richtung von der Wandung des ersten Behälters 20 zur Wandung des zweiten Behälters 40 beträgt dabei rundum mindestens 150 mm.
Die zweiten Isoliermittel 30 werden bei geöffnetem Deckel 42 in den zweiten Behälter 40 eingebracht, so dass sie in dem zweiten Zwischenraum Z2 diesen vollständig ausfüllend angeordnet sind und den ersten Behälter 20 vollständig umhüllen.
Wie aus 2 ersichtlich, weist zur Unterstützung des Abgasaustritts aus dem ersten Behälter 20 die Wandung des ersten Behälters 20 eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 23 zum zweiten Zwischenraum Z2 auf, welche bezüglich einer Höhe des ersten Behälters 20 in einer unteren Hälfte dessen angeordnet sind. Bevorzugt sind zwei voneinander und vom Boden des ersten Behälters 20 höhenmäßig beabstandete Ebenen von jeweils rund um den ersten Behälter 20 in gleichmäßigen Abstanden angeordneten Durchgangsöffnungen 23 (mit z.B. Durchmesser 8 mm) angeordnet.
Durch diese Anordnung der Durchgangsöffnungen 23 in der unteren Hälfte des ersten Behälters 20 kann sich aus der Energiespeichereinheit 100 austretendes Abgas gut auf den gesamten ersten Innenraum 21 verteilen, bevor es durch die Durchgangsöffnungen 23 in den zweiten Innenraum 41 austritt.
Die Gasaustritt-Hemmmittel sind eingerichtet, ein aus der Aufnahmeeinrichtung 1 Austreten von von der Energiespeichereinheit 100 erzeugtem Abgas zu hemmen. Zu diesem Zweck weisen die Gasaustritt-Hemmmittel eine gasdichte doppellagige Kunststoffhülle 70, welche im zweiten Zwischenraum Z2 angeordnet ist, so dass sie die zweiten Isoliermittel 30 und den ersten Behälter 20 vollständig umhüllt, und zwei im Wesentlichen identische (linksseitige und rechtsseitige) sperrflüssigkeitsbasierte Siphonanordnungen 85 (siehe 3) auf, welche Bestandteile von zwei im Wesentlichen identischen (linksseitigen und rechtsseitigen) Abgassystemen 80 sind.
Zur Aufnahme der beiden Abgassysteme weist der zweite Behälter 40 in seinem zweiten Innenraum 41 zwei gegenüberliegende stirnseitige Trennwände 43, 44 auf, so dass der zweite Zwischenraum Z2 auf zwei gegenüberliegenden Seiten dessen von den Trennwänden 43, 44 begrenzt ist und zwischen den Trennwänden 43, 44 und der Wandung des zweiten Behälters 40 jeweilige Kammern 43a, 44a gebildet sind, in welchen jeweils eines der Abgassysteme 80, 80 angeordnet ist.
Die Kunststoffhülle 70 der Gasaustritt-Hemmmittel ist im zweiten Zwischenraum Z2 so angeordnet, dass sie sich an die Wandung des zweiten Behälters 40 und an die Trennwände 43, 44 anschmiegt. Somit ist die Kunststoffhülle 70 eingerichtet, ein aus der Aufnahmeeinrichtung Austreten von aus der Energiespeichereinheit austretenden Chemikalien, insbesondere Gasen und Flüssigkeiten, vollständig zu hemmen bzw. zu sperren.
Die doppellagige Kunststoffhülle 70 ist mit Quaderform vorgeformt in den zweiten Innenraum 41 eingesetzt und weist eine innere erste Kunststofffolie (nicht separat bezeichnet) und eine äußere zweite Kunststofffolie (nicht separat bezeichnet) auf, die zu zwei Lagen aufeinander gelegt sind, so dass die Kunststoffhülle doppellagig bzw. doppelwandig ausgebildet ist.
Obwohl in den Figuren nicht dargestellt, weist jede der beiden Kunststofffolien einen Verschluss auf, über den die jeweilige Kunststofffolie gasdicht verschlossen werden und auch wieder geöffnet werden kann. Der Verschluss der ersten Kunststofffolie ist dabei versetzt zu dem Verschluss der zweiten Kunststofffolie angeordnet, so dass in Bezug auf die beiden Verschlüsse eine Labyrinthanordnung bzw. Labyrinthdichtung gebildet ist. Die Kunststoffhülle 70 und damit die beiden Kunststofffolien sind in der vorliegenden Ausführungsform beispielhaft aus Polyethylen (HDPE – High Density PE oder LDPE – Low Density PE) hergestellt.
Jedes der Abgassysteme 80 ist so eingerichtet, dass es kurzfristig einer Temperatur von bis zu 100 °C standhält, und weist eine Siphonanordnung 85 und ein Abgasbehandlungssystem 95 auf, die in der jeweiligen Kammer 43a bzw. 44a angeordnet sind. Als Grundstruktur ist das Abgassystem 80 dabei aus Rohren aufgebaut, die zu einer Mäanderform zusammengesetzt sind.
Die Siphonanordnung 85 weist eine Mehrzahl (hier vier) von Siphoneinrichtungen 86 auf, und das Abgasbehandlungssystem 95 weist eine Mehrzahl (hier sieben) von Abgasbehandlungseinrichtungen 96 auf, wie in 3 gezeigt.
Die Siphoneinrichtungen 86 sind jeweils mit einem U-förmigen Rohrabschnitt als Sperrflüssigkeitsbereich ausgebildet, wobei der Sperrflüssigkeitsbereich bei Verwendung der Aufnahmeeinrichtung 1 mit einer Sperrflüssigkeit wie z.B. Wasser bis auf einen vorbestimmten Füllstand FS befüllt ist.
Die in 3 rechts außen angeordnete Siphoneinrichtung 86 hat einen Abgaseingang 87, welcher durch die Trennwand 43 bzw. 44 und die Kunststoffhülle 70 hindurch (über entsprechende Öffnungen) mit dem zweiten Zwischenraum Z2 fluidverbunden ist, so dass von der Energiespeichereinheit 100 erzeugtes Abgas in diese Siphoneinrichtung 86 bzw. die Siphonanordnung 85 eingeleitet werden kann.
Die Abgasbehandlungseinrichtungen 96 sind jeweils in einen sich gerade an einen Abgasausgang 88 einer jeweiligen Siphoneinrichtung 86 anschließenden Rohrabschnitt als Aktivkohlefilter (z.B. SILCARBON SC40) integriert und damit zum Reinigen des Abgases bzw. Binden von gesundheitsgefährdenden Inhalten des Abgases eingerichtet. Bevorzugt ist so viel Aktivkohle vorgesehen, dass jegliches aus einer maximal größenmäßig für die Aufnahmeeinrichtung 1 zulässigen Energiespeichereinheit 100 austretendes Abgas auf ein ungefährliches Schadstoffniveau gebracht werden kann.
Ein Abgasausgang 98 der in 3 links außen angeordneten Abgasbehandlungseinrichtung 96 ist durch eine Öffnung in der Wandung des zweiten Behälters 40 hindurch mit der Umgebung fluidverbunden.
Durch die oben beschriebene Struktur jedes der beiden Abgassysteme 80, 80 muss von der Energiespeichereinheit 100 erzeugtes Abgas unter einem vorbestimmten relativ niedrigen Gasdruck durch die Sperrflüssigkeit der jeweiligen Siphoneinrichtungen 86 hindurchpassieren, um zu den jeweils nachgeordneten Abgasbehandlungseinrichtungen 96 zu gelangen und nach Hindurchtreten durch die letzte Abgasbehandlungseinrichtung 96 behandelt an die Umgebung abgegeben zu werden.
Wie aus 2 ersichtlich, sind die Abgasbehandlungseinrichtungen 96 des Abgasbehandlungssystems 95 bezüglich einer Höhe des zweiten Behälters 40 auf einem höheren Höhenniveau als die Sperrflüssigkeitsbereiche der Siphoneinrichtungen 86 der Siphonanordnung 85 angeordnet. Dies stellt sicher, dass ohne Abgasbeaufschlagung des Abgassystems 80 keine Sperrflüssigkeit wie Wasser in die Abgasbehandlungseinrichtungen 96 gelangt.
Wie außerdem aus 2 ersichtlich, sind der an den zweiten Zwischenraum Z2 angeschlossene Abgaseingang 87 der ersten Siphoneinrichtung 86 der Siphonanordnung 85 und der mit der Umgebung verbundene Abgasausgang 98 der letzten Abgasbehandlungseinrichtung 96 des Abgasbehandlungssystems 95 benachbart zu einem obersten Abschnitt der Wandung des zweiten Behälters 40 angeordnet, wobei die Sperrflüssigkeitsbereiche der Siphoneinrichtungen 86 der Siphonanordnung 85 benachbart zu einem untersten Abschnitt der Wandung des zweiten Behälters 40 angeordnet sind. Dies maximiert die für die Anordnung der Komponenten des Abgassystems 80 zur Verfügung stehende Strecke und maximiert somit den Schutz der Abgasbehandlungseinrichtungen 96 vor Sperrflüssigkeit wie Wasser sowie die Abgasbehandlungsstrecke in den Abgasbehandlungseinrichtungen 96.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung 1 beschrieben werden. Die Aufnahmeeinrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist bis auf einige im Folgenden erläuterte Unterschiede identisch zu der Aufnahmeeinrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, weshalb nachstehend nur auf diese Unterschiede Bezug genommen wird.
Die Aufnahmeeinrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung weist zusätzlich zu den ersten und zweiten Behältern 20, 40 einen formstabilen dritten Behälter 50 (Zwischenbehälter zwischen dem ersten Behälter 20 und dem zweiten Behälter 40) auf.
Der dritte Behälter 50 ist als Quader ausgebildet und weist eine gasdurchlässige Wandung auf, die aus Sperrholz hergestellt ist und die einen geschlossenen, jedoch selektiv zugänglichen dritten Innenraum 51 definiert, in dem der erste Behälter 20 aufnehmbar bzw. aufgenommen ist. Zur Realisierung der Zugänglichkeit des dritten Innenraums 51 weist der dritte Behälter 50 einen einteiligen Deckel 52 (nur in 2 gezeigt) auf, welcher geöffnet werden kann, um den ersten Behälter 20 im dritten Innenraum 51 zu platzieren, und welcher geschlossen werden kann, so dass der dritte Innenraum 51 bzw. der dritte Behälter 50 allseitig geschlossen ist.
Außenabmessungen des ersten Behälters 20 und ein Volumen des dritten Innenraums 51 des dritten Behälters 50 sind dabei so angepasst, dass zwischen dem ersten Behälter 20 und der Wandung des dritten Behälters 50 ein den ersten Behälter 20 umhüllender erster Teilzwischenraum Z2.1 des zweiten Zwischenraums Z2 verbleibt,
Der dritte Behälter 50 ist in dem zweiten Innenraum 41 des zweiten Behälters 40 aufnehmbar bzw. aufgenommen, wobei Außenabmessungen des dritten Behälters 50 und ein Volumen des zweiten Innenraums 41 des zweiten Behälters 40 so angepasst sind, dass zwischen dem dritten Behälter 50 und der Wandung und den Trennwänden 43, 44 des zweiten Behälters 40 ein den dritten Behälter 50 umhüllender zweiter Teilzwischenraum Z2.2 des zweiten Zwischenraums Z2 verbleibt.
Außerdem sind dritte Isoliermittel 60 vorgesehen und so im ersten Teilzwischenraum Z2.1 angeordnet, dass sie den ersten Behälter 20 umhüllen. Genauer sind die dritten Isoliermittel 60 so ausgebildet, dass sie nicht entflammbar, thermisch isolierend und gasabsorbierend sind. In der vorliegenden Ausführungsform weisen die dritten Isoliermittel 60 in Mattenform oder Stopfform bereitgestellte Steinwolle (Mineralwolle) auf. Eine Dicke der Steinwolleschicht in Richtung von der Wandung des ersten Behälters 20 zur Wandung des dritten Behälters 50 beträgt dabei bevorzugt rundum mindestens 150 mm.
Die dritten Isoliermittel 60 werden bei geöffnetem Deckel 52 in den dritten Behälter 50 eingebracht, so dass sie in dem ersten Teilzwischenraum Z2.1 diesen vollständig ausfüllend angeordnet sind und den ersten Behälter 20 bevorzugt vollständig umhüllen. Der erste Behälter 20 kann entweder bodenseitig direkt auf dem Boden des dritten Behälters 50 oder einer darauf befindlichen Gipskartonplatte mit Brandschutzgüte (als Bestandteil der dritten Isoliermittel 60) stehen, wie in 2 gezeigt, oder es kann sich auch bodenseitig des ersten Behälters 20 Steinwolle (mit der Dicke von mindestens 150 mm) befinden.
Die zweiten Isoliermittel 30 sind nun im zweiten Teilzwischenraum Z2.2 angeordnet, so dass sie den dritten Behälter 50 umhüllen.
Wie aus 2 ersichtlich, weist zur Unterstützung des Abgasaustritts aus dem dritten Behälter 50 die Wandung des dritten Behälters 50 an ihren gegenüberliegenden Stirnseiten zwei Durchgangsöffnungen 53 zum zweiten Teilzwischenraum Z2.2 auf, welche bezüglich einer Höhe des dritten Behälters 50 in einer oberen Hälfte dessen, insbesondere benachbart zum Deckel 52, angeordnet sind. Bevorzugt weisen diese Durchgangsöffnungen 53 jeweils einen Durchmesser von etwa 40 mm auf.
Durch diese Anordnung der Durchgangsöffnungen 53 in der oberen Hälfte des dritten Behälters 50 kann sich aus dem ersten Behälter 20 austretendes Abgas gut auf den gesamten dritten Innenraum 51 verteilen, bevor es durch die Durchgangsöffnungen 53 in den zweiten Teilzwischenraum Z2.2 austritt.
In dem zweiten Teilzwischenraum Z2.2 ist ein Abgasleitungssystem 55 in Form z.B. jeweiliger Kanäle mit Kastenprofil angeordnet. Bevorzugt weist das Kastenprofil Abmessungen von 80 mm Breite und 40 mm Höhe auf.
Das Abgasleitungssystem 55 weist auf jeder Stirnseite des dritten Behälters 50 eine sich vertikal nach unten erstreckende erste Abgasleitung 56 auf, wobei jede der beiden ersten Abgasleitungen 56, 56 einen Abgaseingang 56a hat, der an eine der beiden Durchgangsöffnungen 53, 53 in der Wandung des dritten Behälters 50 angeschlossen ist. Das Abgasleitungssystem 55 weist außerdem eine zweite Abgasleitung 57 auf, welche sich an die jeweiligen unteren Enden der ersten Abgasleitungen 56, 56 anschließt, so dass sie diese in Fluidverbindung bringt.
Die zweite Abgasleitung 57 erstreckt sich horizontal unter einem Bodenabschnitt der Wandung des dritten Behälters 50 und hat zwei an ihren entgegengesetzten Seitenflächen mittels bevorzugt rechteckigen Durchbrüchen realisierte, bevorzugt die Abmessungen 40 mm × 200 mm aufweisende Abgasausgänge 58 (siehe 2, nur einer dargestellt), die in etwa mittig unter dem Bodenabschnitt der Wandung des dritten Behälters 50 angeordnet sind und damit bezüglich der Höhe des dritten Behälters 50 unterhalb der beiden Abgaseingänge 56a, 56a des Abgasleitungssystems 55 angeordnet ist. Durch diese Anordnung der Abgasausgänge 58 unter dem dritten Behälter 50 kann sich aus dem dritten Behälter 50 austretendes Abgas gut in dem zweiten Teilzwischenraum Z2.2 verteilen.
Wie aus 2 ersichtlich, definiert jede Durchgangsöffnung 53 in der Wandung des dritten Behälters 50 eine horizontale Eintrittsrichtung in das Abgasleitungssystem 55 für von der Energiespeichereinheit 100 erzeugtes Abgas und definiert jeder Abgasausgang 58 des Abgasleitungssystems 55 eine horizontale Austrittsrichtung aus dem Abgasleitungssystem 55 für dieses Abgas, wobei die Austrittsrichtung senkrecht zur Eintrittsrichtung des Abgases ist. Dies unterstützt vorteilhaft das Verteilen des Abgases aus dem dritten Behälter 50 im zweiten Teilzwischenraum Z2.2.
Obwohl in den 1 und 2 nicht dargestellt, können außerdem Verschraubungsmittel und/oder Verspannungsmittel vorgesehen sein, um die Wandung des ersten Behälters 20, des zweiten Behälters 40 und/oder des dritten Behälters 50 zu verstärken. Die Verspannungsmittel können beispielhaft in Form von einem oder mehreren um den Außenumfang des jeweiligen Behälters herum gespannten Metallbändern vorgesehen sein.
Die erfindungsgemäße Aufnahmeeinrichtung 1 lässt sich zum Lagern und zum Transportieren einer elektrochemischen Energiespeichereinheit verwenden und kann z.B. für beschädigte oder unbeschädigte Energiespeichereinheiten aus Fahrzeugen wie Hybrid- oder Elektrofahrzeugen, Mobiltelefonen, Akkuschraubern, Laptops bzw. Notebooks, Industrieanwendungen sowie unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV's) verwendet werden. Dabei bietet die erfindungsgemäße Aufnahmeeinrichtung 1 sowohl beim Lagern als auch beim Transport einer elektrochemischen Energiespeichereinheit eine höhere Sicherheit gegen aus der Energiespeichereinheit resultierende Umweltgefährdungen.
Bezugszeichenliste

1: Aufnahmeeinrichtung
10: erste Isoliermittel
20: erster Behälter
21: erster Innenraum
22: Deckel
23: Durchgangsöffnung
30: zweite Isoliermittel
40: zweiter Behälter
41: zweiter Innenraum
42: Deckel
43: Trennwand
43a: Kammer
44: Trennwand
44a: Kammer
50: dritter Behälter
51: dritter Innenraum
52: Deckel
53: Durchgangsöffnung
55: Abgasleitungssystem
56: erste Abgasleitung
56a: Abgaseingang
57: zweite Abgasleitung
58: Abgasausgang
60: dritte Isoliermittel
70: Kunststoffhülle
80: Abgassystem
85: Siphonanordnung
86: Siphoneinrichtung
87: Abgaseingang
88: Abgasausgang
95: Abgasbehandlungssystem
96: Abgasbehandlungseinrichtung
98: Abgasausgang
100: Energiespeichereinheit
FS: Füllstand
Z1: erster Zwischenraum
Z2: zweiter Zwischenraum
Z2.1: erster Teilzwischenraum
Z2.2: zweiter Teilzwischenraum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2004071427 A [0005]

Claims

Aufnahmeeinrichtung (1) für eine elektrochemische Energiespeichereinheit (100), aufweisend: einen formstabilen ersten Behälter (20) mit einer Wandung, die einen geschlossenen, jedoch selektiv zugänglichen ersten Innenraum (21) zur Aufnahme der Energiespeichereinheit (100) definiert, erste Isoliermittel (10), die nicht entflammbar sind und die in einem zwischen der Energiespeichereinheit (100) und der Wandung des ersten Behälters (20) gebildeten ersten Zwischenraum (Z1) angeordnet sind, so dass sie die Energiespeichereinheit (100) umhüllen, einen formstabilen zweiten Behälter (40) mit einer Wandung, die einen geschlossenen, jedoch selektiv zugänglichen zweiten Innenraum (41) definiert, in dem der erste Behälter (20) aufgenommen ist, zweite Isoliermittel (30), die nicht entflammbar sind und die in einem zwischen erstem und zweitem Behälter (20, 40) gebildeten zweiten Zwischenraum (Z2) angeordnet sind, so dass sie den ersten Behälter (20) umhüllen, und Gasaustritt-Hemmmittel (70, 85), die eingerichtet sind, ein aus der Aufnahmeeinrichtung (1) Austreten von von der Energiespeichereinheit (100) erzeugtem Abgas zu hemmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung des ersten Behälters (20) gasdurchlässig ausgebildet ist, die Gasaustritt-Hemmmittel (70, 85) eine Kunststoffhülle (70), welche im zweiten Zwischenraum (Z2) angeordnet ist, so dass sie die zweiten Isoliermittel (30) und den ersten Behälter (20) vollständig umhüllt, und eine sperrflüssigkeitsbasierte Siphonanordnung (85) aufweisen, die einen Abgaseingang (87) hat, welcher durch die Kunststoffhülle (70) hindurch mit dem zweiten Zwischenraum (Z2) fluidverbunden ist, und dass ein Abgasbehandlungssystem (95) vorgesehen ist, das mit einem Abgasausgang (88) der Siphonanordnung (85) fluidverbunden ist, so dass von der Energiespeichereinheit (100) erzeugtes und durch die Siphonanordnung (85) hindurchgetretenes Abgas behandelt an die Umgebung abgebbar ist.
Aufnahmeeinrichtung (1) gemäß Anspruch 1, wobei der zweite Behälter (40) in seinem zweiten Innenraum (41) eine Trennwand (43, 44) aufweist, so dass der zweite Zwischenraum (Z2) auf einer Seite dessen von der Trennwand (43, 44) begrenzt ist und zwischen der Trennwand (43, 44) und der Wandung des zweiten Behälters (40) eine Kammer (43a, 44a) gebildet ist, in welcher die Siphonanordnung (85) und das Abgasbehandlungssystem (95) angeordnet sind, und wobei der Abgaseingang (87) der Siphonanordnung (85) durch die Trennwand (43, 44) und die Kunststoffhülle (70) hindurch mit dem zweiten Zwischenraum (Z2) fluidverbunden ist.
Aufnahmeeinrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Wandung des ersten Behälters (20) mit mindestens einer Durchgangsöffnung (23) zum zweiten Zwischenraum (Z2) versehen ist, welche bezüglich einer Höhe des ersten Behälters (20) in einer unteren Hälfte dessen angeordnet ist.
Aufnahmeeinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1–3, wobei das Abgasbehandlungssystem (95) bezüglich einer Höhe des zweiten Behälters (40) auf einem höheren Höhenniveau als ein Sperrflüssigkeitsbereich der Siphonanordnung (85) angeordnet ist.
Aufnahmeeinrichtung (1) gemäß Anspruch 4, wobei der Abgaseingang (87) der Siphonanordnung (85) und ein Abgasausgang (98) des Abgasbehandlungssystems (95) benachbart zu einem obersten Abschnitt der Wandung des zweiten Behälters (40) angeordnet sind, und wobei der Sperrflüssigkeitsbereich der Siphonanordnung (85) benachbart zu einem untersten Abschnitt der Wandung des zweiten Behälters (40) angeordnet ist.
Aufnahmeeinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1–5, wobei: ein formstabiler dritter Behälter (50) mit einer gasdurchlässigen Wandung vorgesehen ist, die einen geschlossenen, jedoch selektiv zugänglichen dritten Innenraum (51) definiert, in dem der erste Behälter (20) aufgenommen ist, Außenabmessungen des ersten Behälters (20) und ein Volumen des dritten Innenraums (51) des dritten Behälters (50) so angepasst sind, dass zwischen dem ersten Behälter (20) und der Wandung des dritten Behälters (50) ein den ersten Behälter (20) umhüllender erster Teilzwischenraum (Z2.1) des zweiten Zwischenraums (Z2) verbleibt, der dritte Behälter (50) in dem zweiten Innenraum (41) des zweiten Behälters (40) aufgenommen ist, wobei Außenabmessungen des dritten Behälters (50) und ein Volumen des zweiten Innenraums (41) des zweiten Behälters (40) so angepasst sind, dass zwischen dem dritten Behälter (50) und der Wandung des zweiten Behälters (40) ein den dritten Behälter (50) umhüllender zweiter Teilzwischenraum (Z2.2) des zweiten Zwischenraums (Z2) verbleibt, dritte Isoliermittel (60) vorgesehen sind, die nicht entflammbar sind und die in dem ersten Teilzwischenraum (Z2.1) angeordnet sind, so dass sie den ersten Behälter (20) umhüllen, und die zweiten Isoliermittel (30) in dem zweiten Teilzwischenraum (Z2.2) angeordnet sind, so dass sie den dritten Behälter (50) umhüllen.
Aufnahmeeinrichtung (1) gemäß Anspruch 6, wobei die Wandung des dritten Behälters (50) mit mindestens einer Durchgangsöffnung (53) zum zweiten Teilzwischenraum (Z2.2) versehen ist, welche bezüglich einer Höhe des dritten Behälters (50) in einer oberen Hälfte dessen angeordnet ist.
Aufnahmeeinrichtung (1) gemäß Anspruch 7, wobei in dem zweiten Teilzwischenraum (Z2.2) ein Abgasleitungssystem (55) angeordnet ist, das mindestens einen Abgaseingang (56a), an den jede Durchgangsöffnung (53) in der Wandung des dritten Behälters (50) angeschlossen ist, und mindestens einen Abgasausgang (58) aufweist, der bezüglich der Höhe des dritten Behälters (50) unterhalb jedes Abgaseingangs (56a) des Abgasleitungssystems (55) angeordnet ist.
Aufnahmeeinrichtung (1) gemäß Anspruch 8, wobei der mindestens eine Abgasausgang (58) des Abgasleitungssystems (55) in etwa mittig unter einem Bodenabschnitt der Wandung des dritten Behälters (50) angeordnet ist.
Aufnahmeeinrichtung (1) gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die mindestens eine Durchgangsöffnung (53) in der Wandung des dritten Behälters (50) eine Eintrittsrichtung in das Abgasleitungssystem (55) für von der Energiespeichereinheit (100) erzeugtes Abgas definiert und der Abgasausgang (58) des Abgasleitungssystems (55) eine Austrittsrichtung aus dem Abgasleitungssystem (55) für dieses Abgas definiert, und wobei die Austrittsrichtung senkrecht zur Eintrittsrichtung des Abgases ist.