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Die Erfindung betrifft eine Akkumulatorvorrichtung mit zumindest einem Satz aus zumindest einer galvanischen Zelle und einer Umhüllung, die den Satz zumindest teilweise umgibt und so ausgebildet ist, dass bei einem Versagen einer galvanischen Zelle entstehende Gase in zumindest einem Strömungspfad abgegeben werden, sowie einer Flammen- und/oder Funkensperre wirkenden Durchschlagsperre.
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Eine derartige Akkumulatorvorrichtung wird beispielsweise als stationäre Akkumulatorvorrichtung verwendet, beispielsweise als Notstromversorgung. Ein relevantes Risiko bei derartigen Akkumulatorvorrichtungen ist eine thermische Kettenreaktion. Dabei versagt zunächst eine galvanische Zelle und setzt heiße Gase frei. Diese heißen Gase können weitere galvanische Zellen so weit schädigen, dass sie ebenfalls versagen und ihrerseits heiße Gase freisetzen. Auf diese Weise steigt die Temperatur im Inneren der Akkumulatorvorrichtung schlagartig an, was zur vollständigen Zerstörung der galvanischen Zellen führt und große Mengen an zündfähigem Gas freisetzt. Um dem zu begegnen, wird die Durchschlagsperre vorgesehen, die verhindert, dass die nach außen tretenden Gase sich entzünden und so die Umgebung der Akkumulatorvorrichtung gefährden.
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Die
DE 2445694 A1 beschreibt eine explosionssichere Entgasungsvorrichtung für Akkumulatorbatterien, insbesondere für Bleiakkumulatoren, bei der im Betrieb des Akkumulators entstehende säurehaltige Gase aus dem Akkumulatorgehäuse durch ein aus mehreren Kammern bestehendes System herausgeführt werden, wobei in der letzten Kammer ein Filtermaterial angeordnet sein kann. Die letzte Kammer wird weiterhin von einer Zünddurchschlagsperre abgeschlossen.
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Die
DE 30 18 372 A1 beschreibt einen Verschlussstopfen für Akkumulatoren mit wässrigen Elektrolyten, der eine Zünddurchschlagsperre enthält. Diese Zünddurchschlagsperre wird durch eine im Gasweg angeordnete Flüssigkeitsvorlage gebildet, sodass der kontinuierliche Gasfluss in der Flüssigkeit in einzelne Blasen zerlegt wird.
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Die
DE 10 2013 201 365 A1 beschreibt ein mehrere Batteriezellen umfassendes Batteriemodul. Jeder der Zellen ist ein Entgasungselement zugeordnet, das bei einem erhöhten Gasinnendruck der Zelle durchbrechen kann, so dass das innerhalb der Zelle entstandene Gas austreten kann. In einem solchen Fall werden gleichzeitig Verschlussklappen geschlossen, so dass das aus der Zelle austretende Gas daran gehindert wird, auf andere Zellen einzuwirken.
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Die
EP 2 475 028 A1 beschreibt ebenfalls ein aus mehreren Batteriezellen bestehendes Batteriemodul. Beim Versagen von einer der Batteriezellen entstehende Gase werden mehrstufig über ein Kammersystem adiabatisch expandiert, sodass die Gase beim Verlassen der gesamten Anordnung eine ungefährliche Temperatur aufweisen.
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Die
GB 1 355 831 A beschreibt eine explosionssichere Entgasungsvorrichtung für Bleiakkumulatoren, bei der im Betrieb des Akkumulators entstehende säurehaltige Gase aus dem Akkumulatorgehäuse durch einen Labyrinthgang strömen, damit eine außerhalb angeordnete Zündquelle nicht zum Durchschlagen einer Flamme nach innen führen kann. Vom nach außen strömenden Gasstrom mitgerissene Batteriesäuretröpfchen werden abgeschieden und die gesammelte Säure fließt zurück zum Akkumulator.
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Aus der
AT 012 390 U1 ist eine Gasabführungsvorrichtung für Bleiakkumulatoren bekannt. Bei derartigen Akkumulatoren kann es nicht zu einem Durchgehen kommen.
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Aus der
DE 10 2011 087 198 A1 ist ein Batteriezellenmodul für ein Kraftfahrzeug bekannt, wobei das Batteriezellenmodul ein geschlossenes Entgasungssystem aufweist. Bei einem derartigen Batteriezellmodul stellt sich das Problem von möglicherweise abgegebenen glühenden Partikeln nicht.
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Nachteilig an bekannten Akkumulatorvorrichtungen ist der hohe Aufwand für die Durchschlagsperre, um das Durchschlagen von Flammen nach außen sicher zu verhindern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile im Stand der Technik zu vermindern.
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Die Erfindung löst das Problem durch eine gattungsgemäße Akkumulator--vorrichtung, die eine Abscheidevorrichtung zum Abscheiden von Partikeln ausden Gasen aufweist, wobei die Abscheidevorrichtung in Strömungsrichtung der Gase vor der Durchschlagsperre angeordnet ist, wobei die Gase an der Abscheidevorrichtung vorbeiströmen, sie aber nicht durchströmen müssen.
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Vorteilhaft an einer derartigen Akkumulatorvorrichtung ist, dass beim Versagen einer galvanischen Zelle entstehende heiße Partikel, die in den Gasen mitgeführt werden, nicht bis zur Durchschlagsperre gelangen, sondern zumindest teilweise, insbesondere überwiegend, von der Abscheidevorrichtung aus dem Gasstrom entfernt werden. Das verhindert ein Zusetzen der Durchschlagsperre. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass in den Gasen enthaltene Partikel die Durchschlagsperren zusetzen können, was zu einem Druckanstieg vor der Durchschlagsperre führen kann. Dieser Druckanstieg kann wiederum zum Bersten oder Undicht-Werden der Durchschlagsperre führen. Um dieses Risiko auszuschließen, müsste die Umhüllung hoch druckfest ausgebildet werden, was sehr aufwendig ist. Durch die Erfindung kann eine einfach aufgebaute Abscheidevorrichtung verwendet werden.
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Vorteilhaft ist zudem, dass die erfindungsgemäße Akkumulatorvorrichtung leicht skalierbar ist. Das Verhältnis der Oberfläche einer Akkumulatorvorrichtung zu ihrem Volumen nimmt mit zunehmender Größe ab. Ohne Abscheidevorrichtung müsste jedoch dafür Sorge getragen werden, dass die wirksame Oberfläche der Durschlagsperre stets proportional zum Volumen der galvanischen Zellen bleibt. Das hätte zur Folge, dass die Oberfläche der Durchschlagsperre proportional zur Oberfläche der Akkumulatorvorrichtung mit der Größe der Akkumulatorvorrichtung zunehmen muss. Das ist unerwünscht, insbesondere auch, weil die maximalen Größen der Durchschlagsperre im Notfall die minimale Größe des Raumes bestimmt, in dem die Akkumulatorvorrichtung angeordnet werden kann.
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Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter einer galvanischen Zelle insbesondere ein Bauteil verstanden, das elektrische Energie auf elektrochemischem Weg speichern kann. Beispielsweise handelt es sich bei den galvanischen Zellen zumindest überwiegend, insbesondere ausschließlich, um Lithium-Zellen, also beispielsweise zumindest überwiegend um Lithium-Ionen-Zellen.
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Unter dem Merkmal, dass die Umhüllung den Satz zumindest teilweise umgibt wird insbesondere verstanden, dass die Umhüllung den Satz an galvanischen Zellen in zumindest vier, vorzugsweise zumindest fünf, insbesondere sechs Raumrichtungen umgibt. Insbesondere ist die Umhüllung so ausgebildet, dass von der galvanischen Zelle beim Durchgehen erzeugte Gase und/oder Partikel die Umhüllung nicht durchdringen können. In anderen Worten ist die Umhüllung ein Bauteil, die sicherstellt, dass im Versagensfall in der galvanischen Zelle entstehende Gase nur im Strömungspfad entweichen können.
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Unter der Durchschlagsperre wird insbesondere ein Vlies und/oder poriges Material verstanden, das zwar in der galvanischen Zelle entstehende Gase durchlässt, nicht aber glühende Partikel und Flammen. Die Durchschlagsperre hält Partikel davon ab, durch sie durchzutreten, sodass durch die Durchschlagsperre durchgetretene Gase nicht innerhalb der Durchschlagsperre entzündet werden können.
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Unter der Abscheidevorrichtung wird insbesondere eine Vorrichtung verstanden, die von der Durschlagsperre räumlich beabstandet ist. Die Abscheidevorrichtung ist eine von der Durchschlagsperre unabhängige Vorrichtung, die dazu ausgebildet ist, Partikel zurückzuhalten, bevor ein partikelhaltiges Gas, das von einer galvanischen Zelle erzeugt wird, zur Durchschlagsperre gelangt. Es also möglich, dass glühende Partikel die Abscheidevorrichtung passieren. Maßgeblich ist, dass der Gehalt an Partikeln im Strömungspfad der Gase hinter der Abscheidevorrichtung kleiner ist, insbesondere um zumindest 40 Gew.-% kleiner, vorzugsweise um zumindest 60 Gew.-% kleiner, als im Strömungspfad der Gase vor der Abscheidevorrichtung.
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Darunter, dass der Satz aus zumindest einer galvanischen Zelle besteht, wird insbesondere verstanden, dass ein Satz auch aus nur einer galvanischen Zelle bestehen kann. Es ist aber möglich und stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar, dass der Satz zwei, drei, vier oder eine Vielzahl an galvanischen Zellen umfasst.
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Unter dem Merkmal, dass die Umhüllung so ausgebildet ist, dass bei einem Versagen einer galvanischen Zelle entstehende Gase in zumindest einem Strömungspfad abgegeben werden, wird insbesondere verstanden, dass die Umhüllung so gestaltet ist, dass die Gase nur auf einem oder mehreren vorgegebenen Strömungspfaden in die Umgebung entweichen können. Sofern die Umhüllung so gestaltet ist, dass mehrere Strömungspfade möglich sind, gelten die in der Beschreibung gemachten Aussagen, die sich auf einen Strömungspfad beziehen, jeweils auf alle Strömungspfade. Es sei darauf hingewiesen, dass der Begriff des Strömungspfads nicht im mathematischen Sinne als Vektor zu verstehen ist, sondern im technischen Sinne als der den entstehenden Gasen vorgegebene Pfad.
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Insbesondere ist die Umhüllung so ausgebildet, dass die Querschnittsfläche aller Strömungspfade an der Stelle, an der der Strömungspfad der Umhüllung am nächsten kommt, höchstens ein Zehntel der Querschnittsfläche aller Strömungspfade entspricht, die den Gasen ohne Umhüllung zu Verfügung stünde.
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Vorzugsweise hat die Akkumulatorvorrichtung eine Speicherkapazität von zumindest 10 Kilowattstunden, insbesondere zumindest 20 Kilowattstunden. Günstig ist es zudem, wenn die Akkumulatorvorrichtung stationär ist, das heißt, dass sie nicht in einem Fahrzeug eingebaut ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Umhüllungsform formstabil. Vorzugsweise umfasst sie Öffnungen. Unter dem Merkmal, dass die Umhüllung formstabil ist, wird insbesondere verstanden, dass sie ihr eigenes Gewicht tragen kann, ohne sich plastisch zu verformen.
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Beispielsweise ist die Umhüllung durch eine Metallhülse gebildet, die die zumindest eine galvanische Zelle umgibt. Damit in der galvanischen Zelle im Versagensfall entstehende partikelhaltige Gase aus einem von der Umhüllung umgebenden Innenraum entweichen können, weist sie vorzugsweise Öffnungen auf. Diese Öffnungen prägen den Gasen, die in den galvanischen Zellen entstehen, eine Abströmrichtung und damit einen Strömungspfad auf.
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Die Abscheidevorrichtung ist ein Trägheitsabscheider. Unter einem Trägheitsabscheider wird ein Abscheider verstanden, bei dem die Abscheidungsrate mit der Masse der Partikel zunimmt, insbesondere monoton zunimmt. Unter der Abscheidungsrate wird der Anteil der abgeschiedenen Partikel in Gewichtsprozenten an allen Partikeln im Gas verstanden. Ein derartiger Trägheitsabscheider ist in der Lage, wirkungsvoll große Mengen an Partikeln aus einem Gasstrom zu entfernen und neigt zudem nur wenig zum Verstopfen.
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Vorzugsweise ist die Abscheidevorrichtung so angeordnet, dass bei einem Versagen einer galvanischen Zelle entstehende Gase einen kumulierten Richtungswechsel ihrer Flugbahn um zumindest 45° durchführen müssen, um von der galvanischen Zelle zur Durchschlagsperre zu gelangen. Unter den kumulierten Richtungswechseln wird für einen vorgegebenen Strömungspfad das Integral über den Betrag der lokalen Richtungsänderungen der Flugbahn verstanden. Maßgeblich ist, dass höchsten 20% der Gase in Gewichtsprozent entlang eines Strömungspfads strömen, bei der der kumulierte Richtungswechsel kleiner ist als 75°. Da Richtungsänderungen nur durch externe Kräfte möglich sind, führen derartige Richtungswechsel dazu, dass Partikel in den Gasen effizient abgeschieden werden können.
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Die Abscheidevorrichtung weist faserhaltiges Material auf zumindest Teilen ihrer Oberfläche auf, sodass Partikel aus den Gasen im faserhaltigen Material adsorbierbar sind. Beispielsweise umfasst die Abscheidevorrichtung ein Vlies. Partikel, die beim Versagen einer galvanischen Zelle entstehen, sind in der Regel so klein, dass sie durch Adhäsionskräfte in einem Filtermaterial festgehalten werden können.
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Günstig ist es, wenn die Umhüllung eine Sollbruchstelle aufweist, die den Strömungspfad oder die Strömungspfade definiert, in dem bzw. denen die austretende Gase und damit die in den Gasen enthaltenen Partikel austreten. In anderen Worten existiert zumindest eine Sollbruchstelle, die den Strömungspfad und damit die Strömungsrichtung des austretenden Gases und damit der mitgeführten Partikel bestimmt.
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Günstig ist es, wenn die Sollbruchstelle so ausgebildet ist, dass die austretenden Partikel in Strömungspfaden strömen, die höchstens ein Fünftel, insbesondere höchstens ein Zehntel, des vollen Raumwinkels ausmachen. In anderen Worten erreichen die Partikel, die durch die Sollbruchstelle austreten und ungehindert weiterfliegen könnten, auf einer Oberfläche einer gedachten Hohlkugel, die um den Schwerpunkt der galvanischen Zelle herum verläuft, höchstens ein Zehntel der Gesamtoberfläche dieser Kugel. Das bedeutet, dass die Sollbruchstelle so ausgebildet ist, dass die austretenden Partikel und Gase einen räumlich eng begrenzten Strahl bilden. Günstig ist es, wenn die Abscheidevorrichtung so angeordnet ist, dass aus der Sollbruchstelle austretende Partikel auf die Abscheidevorrichtung treffen, wenn sie geradeaus weiterfliegen.
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Vorzugsweise umfasst die Akkumulatorvorrichtung zumindest einen zweiten Satz aus zumindest einer galvanischen Zelle zu einem Gehäuse, das den ersten Satz und den zumindest einen zweiten Satz umgibt, vorzugsweise ist die Durchschlagsperre im Gehäuse ausgebildet. Günstig ist es, wenn jeder Satz eine Umhüllung mit einer Sollbruchstelle aufweist. Besonders günstig ist es, wenn die Durchschlagsperre den Sollbruchstellen abgewandt angeordnet ist. Unter dem Merkmal, dass die Durchschlagsperre den Sollbruchstellen abgewandt angeordnet ist, wird insbesondere verstanden, dass der Strömungspfad zumindest abschnittsweise entlang der Sätze oder von diesen weg verläuft und daher stark gekrümmt ist. Das scheidet Partikel ab, die im Gas mitgeführt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die Akkumulatorvorrichtung einen dritten Satz aus zumindest einer galvanischen Zelle und zumindest einen vierten Satz aus zumindest einer galvanischen Zelle. Günstig ist es, wenn jeder Satz eine Sollbruchstelle und einen Kanal zum Ableiten von partikelhaltigen Gasen aufweist. Dieser Kanal kann durch ein Brandschutztextil gebildet sein. Vorzugsweise münden die Kanäle in einen Sammelkanal, der die Durchschlagsperre enthält.
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Besonders günstig ist es, wenn zwischen dem Gehäuse und den Umhüllungen ein poröses, insbesondere ein faserhaltiges, Material angeordnet ist. Unter diesem Material wird insbesondere ein Vlies, Schaum, Glaswolle oder Steinwolle verstanden. Die Poren können Partikel aufnehmen, die in den Gasen mitgeführt werden, wenn eine galvanische Zelle versagt.
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Vorzugsweise ist die Durchschlagssperre in einem Deckel der Akkumulatorvorrichtung angeordnet. Unter dem Deckel wird eine Vorrichtung verstanden, die relativ zum Rest des Gehäuses zerstörungsfrei entnehmbar ist.
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Die Erfindung löst das Problem zudem durch eine Akkumulatorvorrichtung mit (a) einem ersten Satz aus zumindest einer galvanischen Zelle, (b) zumindest einem zweiten Satz aus zumindest einer galvanischen Zelle, (c) einer ersten Umhüllung, die den ersten Satz zumindest teilweise umgibt und so ausgebildet ist, dass bei einem Versagen einer galvanischen Zelle entstehende Gase in einem ersten Strömungspfad abgegeben werden, und (d) einer zweiten Umhüllung, die den zweiten Satz zumindest teilweise umgibt und so ausgebildet ist, dass bei einem Versagen einer galvanischen Zelle entstehende Gase in zumindest einem Strömungspfad abgegeben werden, und einer als Flammen- und/oder Funkensperre wirkenden Durchschlagsperre, wobei die erste Umhüllung zumindest eine Sollbruchstelle aufweist, die so angeordnet ist, dass aus der Sollbruchstelle austretende Partikel sich auf einem Strömungspfad, der von dem zweiten Satz wegverläuft, bewegen, sodass der zweite Satz vor aus der zumindest einen Sollbruchstelle austretenden Partikeln geschützt ist. In anderen Worten ist die Sollbruchstelle so angeordnet, dass der zweite Satz so vor den Partikeln des ersten Satzes geschützt ist, dass er nicht versagt.
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Das wird beispielsweise dadurch erreicht, dass die Sollbruchstelle so angeordnet ist, dass der Strömungspfad der aus der Sollbruchstelle austretenden Partikel von dem zweiten Satz weg verläuft.
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Vorzugsweise weist zudem die zweite Umhüllung eine zweite Sollbruchstelle auf, die so angeordnet ist, dass der zweite Satz vor aus der zumindest einen Sollbruchstelle austretenden Partikeln geschützt ist.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Akkumulatorvorrichtung,
- 2 die Akkumulatorvorrichtung gemäß 1 in einer weiter aufgeschnittenen Ansicht,
- 3 eine weitere Ansicht der Akkumulatorvorrichtung gemäß der 1 und 2,
- 4 die Akkumulatorvorrichtung, bei der ein Satz an galvanischen Zellen entfernt ist,
- 5 eine Prinzipzeichnung einer erfindungsgemäßen Akkumulatorvorrichtung und
- 6 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Akkumulatorvorrichtung. Die
- 7 und 8 zeigen weitere erfindungsgemäße Akkumulatorvorrichtungen.
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Die 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Akkumulatorvorrichtung 10 mit einem ersten Satz galvanischer Zellen 12.1, einem zweiten Satz 12.2 und einem dritten Satz 12.3 an galvanischen Zellen. Die ersten beiden Sätze 12.1, 12.2 haben jeweils eine Umhüllung 14.1, 14.2, die ineinander übergehen. Der dritte Satz 12.3 besitzt eine von den Umhüllungen 14.1, 14.2 unabhängige Umhüllung 14.3. Die Umhüllungen 14 (Bezugszeichen ohne Zählsuffix beziehen sich auf jeweils alle entsprechenden Objekte) umhüllen jeweils einen Satz galvanischer Zellen.
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Die Umhüllung 14.1 besitzt eine Mehrzahl an Öffnungen 16.1a, 16.1b, ..., durch die beim Versagen einer galvanischen Zelle entstehende Gase 18 austreten können. Die Öffnungen 16 zwingen die schematisch eingezeichneten Gase 18 auf einen Strömungspfad P, der im vorliegenden Fall radial auswärts verläuft, wobei sich radial auswärts auf eine Längsachse L der Umhüllung bezieht.
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2 zeigt, dass jedem Satz an galvanischer Zellen 12.i (i= 1, 2 ...) eine Abscheidevorrichtung 20.i zugeordnet ist. Im Versagensfall der galvanischen Zellen treten partikelhaltige Gase in Längsrichtung L der jeweiligen Umhüllung 14 aus und treffen auf die jeweilige Abscheidevorrichtung 20. Die Abscheidevorrichtung 20 ist durch ein Vlieskissen gebildet, das im vorliegenden Fall aus Glas- und/oder Steinwolle aufgebaut ist.
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Nachdem die Gase 18 die Abscheidevorrichtung 20 passiert haben, treten sie durch die jeweilige Umhüllung 14 aus und strömen durch eine Durchschlagsperre 22, die im vorliegenden Fall ebenfalls durch eine Lage aus Stein- und/oder Glaswolle gebildet ist. Die Durchschlagsperre 22 ist so ausbildet, dass weder glühende Partikel noch eine Flamme, wohl aber die Gase 18 hindurchtreten können. Durchschlagsperre 22 fungiert daher als Flammen- und Funkensperre.
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In der Ausführungsform gemäß der 1 und 2 sind die Umhüllungen 14 durch Metallhülsen gebildet, die formstabil sind, das heißt, dass sie ihr eigenes Gewicht tragen. Alternativ oder zulässig kann die Umhüllung auch ein Brandschutztextil umfassen oder durch ein Brandschutztextil gebildet sein. Unter einem Brandschutztextil wird ein hitze- und feuerbeständiges Gewirk, Gelege, Gewebe oder Vlies verstanden. Dieses kann beispielsweise aus Glaswolle und/oder Metalldrähten gebildet sein.
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In der gezeigten Ausführungsform ist die Durchschlagsperre 22 in einem Gehäuse 24 ausgebildet, das die übrigen genannten Komponenten umgibt. Nicht eingezeichnet sind etwaige Kühlvorrichtungen zum Kühlen der Akkumulatorvorrichtung. Es ist zudem möglich, dass im Gehäuse eine Lade- und Entladesteuerung für die galvanischen Zellen angeordnet ist. Das Gehäuse 24 besitzt Austrittsöffnungen 26, aus denen brennbares, nicht aber brennendes Gas austritt, wenn eine der galvanischen Zellen 12 versagt und durchgeht.
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3 zeigt, dass es sich bei der Abscheidevorrichtung 20 um einen Trägheitsabscheider handelt. Treten partikelhaltige Gase 18 aus der jeweiligen Umhüllung 14 aus, so fliegen sie zunächst auf die Abscheidevorrichtung 20 zu. Die leichten Bestandteile, insbesondere die gasförmigen Bestandteile der Gase 18, erfahren dann einen Richtungswechsel um 90°, um zu einer der Öffnungen 16 (vgl. 1) zu gelangen. Eingezeichnet ist ein schematischer Strömungspfad P und lässt erkennen, dass der Strömungspfad einen Richtungswechsel um 90° zeigt. Das heißt, dass die Trägheitskraft Partikel im Gas 18 die Abscheidevorrichtung 20.1 drückt.
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Die Umhüllung 14 besitzt eine Sollbruchstelle 28, die an der Stirnseite der Umhüllungen ausgebildet und in den 1 bis 4 nicht zu sehen ist. Die Sollbruchstelle 28 ist so ausgebildet, dass die Umhüllung 14 im Versagensfall stets an der Sollbruchstelle 28 reißt und Gase 18 mit entsprechenden Partikeln im Strömungspfad P mit Richtung auf die Abscheidevorrichtung 20 zu ausgestoßen werden.
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Vorzugsweise ist die Abscheidevorrichtung so ausgebildet, dass partikelhaltige Gase an der Abscheidevorrichtung vorbeiströmen, sie aber nicht durchströmen müssen, um in die Umgebung zu gelangen.
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4 zeigt eine weitere Ansicht der erfindungsgemäßen Akkumulatorvorrichtung 10. Es ist zu erkennen, dass die Abscheidevorrichtung 20 an ihrer der Sollbruchstelle zugewandten Seite konkav ausgebildet ist, sodass in den Gasen versagender galvanischer Zellen enthaltene Partikel besonders effizient aufgefangen werden können.
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5 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Akkumulatorvorrichtung mit zwölf galvanischen Zellen, deren Sollbruchstelle 28, die im geborstenen Zustand gezeigt ist und durch die Gase 18 entweichen. Zu erkennen sind zudem schematisch die Abscheidevorrichtung 20 und die Durchschlagsperre 22. Die Strömungspfade P1, P2 verlaufen alle so gekrümmt, dass sie einen kumulierten Richtungswechsel von 180° zeigen.
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6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Akkumulatorvorrichtung 10 einer Vielzahl an Sätzen galvanischer Zellen 12.1, 12., .... Die Umhüllungen 14.1, 14.2, ... besitzen jeweils Sollbruchstellen 28.1, 28.2, ..., die der Abscheidevorrichtung 20 zugewandt sind. Die Abscheidevorrichtung 20 ist durch eine Glas- und/oder Steinwollplatte gebildet. Die Durchschlagsperre 22 ist in einem Deckel 30 des Gehäuses 24 ausgebildet. 6 zeigt zudem, dass eine Ladesteuerung, die das Be- und Entladen der Sätze an galvanischen Zellen steuert, ebenfalls vom Gehäuse 24 umschlossen ist. Schematisch eingezeichnet sind zudem die galvanischen Zellen 34.1, 34.2, ..., 34.4 die den Satz 12.6 an galvanischen Zellen bilden. In der Ausführungsform gemäß 6 sind alle Sätze an galvanischen Zellen gleich aufgebaut und enthalten damit auch die gleiche Anzahl an galvanischen Zellen 34.
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7 zeigt eine erfindungsgemäße Akkumulatorvorrichtung 10 mit einem schematisch eingezeichneten ersten Satz 12.1, einem zweiten Satz 12.2, einem dritten Satz 12.3 und einem vierten Satz 12.4, wobei jeder Satz jeweils aus einer galvanischen Zelle besteht. Der Einfachheit halber sind lediglich die Umhüllungen 14.1, 14.2, 14.3, 14.4 scheibenförmig eingezeichnet. Selbstverständlich handelt es sich in der Realität um dreidimensionale Objekte. Es ist zu erkennen, dass jede Umhüllung 14 jeweils eine Sollbruchstelle 28 aufweist, die so ausgebildet ist, dass aus der Sollbruchstelle austretende Partikel in einem Strömungspfad P von allen übrigen Sätzen weg verläuft. Die Durchschlagsperre 22 ist seitlich angeordnet.
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8 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Akkumulatorvorrichtung 10. Jeder der Sätze 12 weist eine Sollbruchstelle 28 und einen Kanal 36 auf, der im vorliegenden Fall durch ein Brandschutztextil gebildet ist. In 8 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der die Kanäle 28 in einen Sammelkanal 38 münden. Im Sammelkanal 38 ist die Durchschlagssperre 22 angeordnet. Es ist zu erkennen, dass die Kanäle 36 und der Sammelkanal 38 eine kammartige Struktur bilden. Die Durchschlagsperre 22 ist in einer Längsrichtung des Sammelkanals angeordnet, so dass eine große Oberfläche entsteht.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Akkumulatorvorrichtung
- 12
- Satz galvanischer Zellen
- 14
- Umhüllung
- 16
- Öffnung
- 18
- Gase
- 20
- Abscheidevorrichtung
- 22
- Durchschlagsperre
- 24
- Gehäuse
- 26
- Austrittsöffnung
- 28
- Sollbruchstelle
- 30
- Deckel
- 32
- Ladesteuerung
- 34
- galvanische Zelle
- 36
- Kanal
- 38
- Sammelkanal
