DE102020125971A1

DE102020125971A1 - Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102020125971A1
Application number: DE102020125971.9A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Scharner; Frank Tenfelde
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-10-05
Filing date: 2020-10-05
Publication date: 2022-04-07

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher (1) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Speicherzelle (8) zum Speichern von elektrischer Energie, umfassend wenigstens einen von einem infolge einer Erwärmung der Speicherzelle (8) aus der Speicherzelle (8) austretenden Gas (G) durchströmbaren Feststoffabscheider (25) zum Abscheiden von Feststoffen (F) aus dem Gas (G).

Description

Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen.
Die DE 10 2017 212 223 A1 offenbart eine Batterie eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, mit meiner Anzahl von Energiespeicherzellen, die jeweils einen elektrischen Anschluss und ein Zellengehäuse mit einer an einer ersten Gehäuseseite vorgesehenen Gehäuseöffnung aufweist, die mit einer Berstmembran verschlossen ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug zu schaffen, sodass eine besonders hohe Sicherheit realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Energiespeicher mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen auch als elektrischer Energiespeicher bezeichneten Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen und ganz insbesondere für einen Personenkraftwagen. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand den Energiespeicher umfasst. Der Energiespeicher weist wenigstens eine Speicherzelle zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom auf, sodass in dem Energiespeicher beziehungsweise mittels des Energiespeichers die elektrische Energie beziehungsweise der elektrische Strom gespeichert werden kann. Beispielsweise weist das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand auch wenigstens eine elektrische Maschine auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Vorzugsweise sind der Energiespeicher und die elektrische Maschine jeweilige Hochvolt-Komponenten, deren jeweilige elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Hierdurch können besonders große elektrische Leistungen zum, insbesondere rein, elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs realisiert werden. Das Kraftfahrzeug ist somit vorzugsweise als Hybridfahrzeug oder aber als Elektrofahrzeug, insbesondere als batterieelektrisches Fahrzeug (BEV), ausgebildet. Beispielsweise ist der Energiespeicher eine Batterie, insbesondere eine Hochvolt-Batterie, wobei die Batterie eine Lithium-Ionen-Batterie sein kann. Somit ist vorzugsweise die Speicherzelle eine Batteriezelle, insbesondere eine Lithium-Ionen-Zelle. Die Speicherzelle umfasst beispielsweise ein Zellgehäuse und wenigstens oder genau zwei in dem Zellgehäuse angeordnete Elektroden sowie einen beispielsweise flüssigen Elektrolyten, welcher in dem Zellgehäuse angeordnet ist. Die Elektroden und der Elektrolyt sind beispielsweise zu einer galvanischen Zelle verschaltet beziehungsweise bilden eine galvanische Zelle, wobei mittels der galvanischen Zelle und somit mittels der Speicherzelle die elektrische Energie insbesondere elektrochemisch gespeichert oder zu speichern ist. Insbesondere sind die Elektroden jeweils zumindest teilweise in den Elektrolyten eingetaucht beziehungsweise die Elektroden befinden sich jeweils zumindest teilweise in, insbesondere direktem, Kontakt mit dem Elektrolyten. Vorzugsweise weist der Energiespeicher wenigstens ein oder mehrere Speichermodule auf, wobei das jeweilige Speichermodul mehrere Speicherzellen aufweisen kann. Auf die Speicherzellen sind die vorigen und folgenden Ausführungen zu der Speicherzelle übertragbar und umgekehrt. Die Speicherzellen beziehungsweise die Speichermodule sind vorzugsweise elektrisch miteinander verbunden, sodass der Energiespeicher die zuvor genannte, elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, aufweist beziehungsweise bereitstellen kann. Um das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine, insbesondere rein, elektrisch anzutreiben, wird die in dem Energiespeicher gespeicherte elektrische Energie, insbesondere über eine Leistungselektronik, der elektrischen Maschine zugeführt. Hierdurch kann die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb und somit beispielsweise als Elektromotor zum, insbesondere rein, elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs betrieben werden.
Um nun eine besonders hohe Sicherheit realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Energiespeicher wenigstens einen von einem infolge einer Erwärmung der Speicherzelle aus der Speicherzelle, insbesondere aus dem Zellgehäuse, austretenden Gas durchströmbaren Feststoffabscheider zum, insbesondere gezielten, Abscheiden von Feststoffen aus dem Gas aufweist. Bei den Feststoffen handelt es sich beispielsweise um als Festkörper ausgebildete Partikel, welche zunächst in dem Gas aufgenommen sind und beispielsweise mittels des Gases in den Feststoffabscheider hinein transportiert werden beziehungsweise zusammen mit dem Gas in den Feststoffabscheider einströmen. Mittels des Feststoffabscheiders können die Partikel aus dem Gas abgeschieden werden. Mit anderen Worten können die Partikel mittels des Feststoffabscheiders aus dem Gas entfernt werden, sodass das Gas von den Feststoffen gereinigt werden kann. Der Feststoffabscheider kann das gereinigte Gas nach dem Abscheiden der Feststoffe aus dem Gas bereitstellen, sodass das von dem Feststoffabscheider bereitgestellte Gas die Partikel, die mittels des Feststoffabscheiders aus dem Gas abgeschieden wurden, nicht mehr enthält.
Darunter, dass das Gas infolge einer, insbesondere übermäßigen, Erwärmung der Speicherzelle aus der Speicherzelle, insbesondere aus dem Zellgehäuse, austreten kann beziehungsweise austritt, kann insbesondere folgendes verstanden werden: Beispielsweise infolge einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Energiespeichers kann es an und/oder in der Speicherzelle zu einem sogenannten thermischen Ereignis kommen. Das thermische Ereignis wird beispielsweise durch einen elektrischen Kurzschluss, insbesondere der Speicherzelle, hervorgerufen. Im Rahmen des thermischen Ereignisses kommt es zu einer starken Erwärmung der Speicherzelle. Das thermische Ereignis ist beispielsweise ein sogenanntes, thermisches Durchgehen, welches eine starke Erwärmung, insbesondere eine Überhitzung, der Speicherzelle aufgrund eines sich selbst verstärkenden, Wärme produzierenden Prozesses, der beispielsweise eine exotherme, chemische Reaktion umfasst beziehungsweise als Ursache hat. Durch die starke Erwärmung der Speicherzelle kann aus dem Elektrolyten in dem Zellgehäuse das genannte, insbesondere heiße Gas entstehen. Insbesondere dann, wenn das Gas in der Speicherzelle ein insbesondere vorgebbares oder vorgegebenes Temperaturniveau und/oder ein insbesondere vorgebbares oder vorgegebenes Druckniveau überschreitet, kann das Gas - wie im Folgenden noch genauer erläutert wird - aus der Speicherzelle, insbesondere aus dem Zellgehäuse, austreten beziehungsweise ausströmen.
Das aus der Speicherzelle ausströmende Gas kann beispielsweise auf seinem Weg zu dem Feststoffabscheider die Feststoffe aufnehmen und/oder das Gas weist die Feststoffe bereits in der Speicherzelle und somit bereits beim Ausströmen beziehungsweise Austreten aus der Speicherzelle aus, sodass die Feststoffe beispielsweise mittels des Gases von innerhalb der Speicherzelle aus der Speicherzelle heraustransportiert und zu dem und insbesondere in den Feststoffabscheider hinein transportiert werden. Die Feststoffe beziehungsweise die Partikel bilden beispielsweise einen insbesondere schadstoffhaltigen Staub, welcher mittels des Feststoffabscheiders aufgefangen beziehungsweise rückgehalten und somit aus dem Gas abgeschieden werden kann.
Hierdurch kann beispielsweise verhindert werden, dass die Feststoffe mittels des Gases in einen unerwünschten Bereich wie beispielsweise an eine Umgebung des Energiespeichers insgesamt transportiert werden, sodass eine besonders hohe Sicherheit des Energiespeichers und insbesondere des Kraftfahrzeugs insgesamt gewährleistet werden kann.
Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde: Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind bereits hinlänglich Energiespeicher bekannt, welche mit Sicherheitseinrichtungen ausgestattet sind. Die Sicherheitseinrichtungen, welche auch als Sicherheitsmaßnahmen bezeichnet werden, schützen beispielsweise im Fall eines thermischen Ereignisses in oder an einer Speicherzelle den jeweiligen Energiespeicher, insbesondere selbstständig beziehungsweise zu jedem Zeitpunkt insbesondere gegen einen vollständigen Verlust, das heißt gegen eine vollständige Zerstörung des Energiespeichers. Beispielsweise wird die jeweilige Sicherheitseinrichtung selbstständig, das heißt beispielsweise durch die starke Erwärmung der Speicherzelle und dabei insbesondere durch den mittels des Gases bewirkten Druck und/oder durch die Temperatur des Gases, aktiviert. Insbesondere kann die Sicherheitseinrichtung den Energiespeicher vor einer sogenannten thermischen Propagation schützen. Unter der thermischen Propagation ist eine solche Kettenreaktion zu verstehen, bei der es an einer ersten Speicherzelle zu einem thermischen Ereignis kommt und das thermische Ereignis der einen Speicherzelle zu einem thermischen Ereignis einer weiteren Speicherzelle führt, an der es eigentlich nicht zu einem thermischen Ereignis gekommen ist. Mit anderen Worten ist unter der thermischen Propagation eine Fortpflanzung des thermischen Ereignisses beziehungsweise ein Übergreifen des thermischen Ereignisses von einer Speicherzelle auf wenigstens eine andere oder auf mehrere andere Speicherzellen zu verstehen. Die Sicherheitseinrichtung kann aber einer solchen thermischen Propagation entgegenwirken beziehungsweise die thermische Propagation vermeiden. Hierzu bewirkt die Sicherheitseinrichtung beispielsweise eine Kühlung der Speicherzelle und/oder des Gases, derart, dass die Speicherzelle beziehungsweise das Gas mittels eines Kühlmediums, insbesondere eines Kühlfluids, gekühlt wird. Das Kühlmedium umfasst beispielsweise Kohlendioxid und kann somit ein Kühlgas sein. Ferner ist es denkbar, dass das Kühlmedium eine Flüssigkeit, insbesondere ein Flüssigkeitsgemisch, ist, wobei die Flüssigkeit beziehungsweise das Flüssigkeitsgemisch beispielsweise Wasser und Glykol umfasst.
Werden in einem beispielsweise als Hochvolt-Speicher ausgebildeten Energiespeicher aus Kostengründen große Speicherzellen mit einer Speicherkapazität von beispielsweise 500 Wattstunden und mehr eingesetzt, können bei einem thermischen Ereignis in einer Speicherzelle beträchtliche Wärme- und Gasmengen entstehen. Obwohl mittels der Sicherheitseinrichtung unerwünschte, aus einem thermischen Ereignis resultierende Effekte wie beispielsweise ein völliger Verlust beziehungsweise eine völlige Zerstörung des Energiespeichers und des Fahrzeugs insgesamt vermieden werden können, kann das ausströmende beziehungsweise ausgestoßene Gas insbesondere dadurch zu unerwünschten Effekten führen, dass die Feststoffe mittels des Gases in einen unerwünschten Bereich transportiert werden. Dies kann nun durch die Erfindung vermieden werden, da der Feststoffabscheider die Feststoffe zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, aus dem Gas abscheiden kann. Dadurch kann vermieden werden, dass die Feststoffe in unerwünschte Bereiche gelangen und zu unerwünschten Effekten führen. Insbesondere kann vermieden werden, dass die Feststoffe in Kontakt mit Außenluft kommen und entzündet werden.
Die Erfindung nutzt dabei wenigstens ein aus der chemischen Verfahrenstechnik bekanntes Stoffabscheideverfahren, bei dem das auch als Gasmenge bezeichnete und mit den Feststoffen beladene Gas mittels des Feststoffabscheiders effektiv von den Feststoffen gereinigt werden können.
Um das Gas besonders effektiv von den Feststoffen reinigen zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der Feststoffabscheider als ein Massenkraftabscheider, insbesondere als ein auch als Zyklon, Zyklonabscheider oder Wirbler genannter Fliehkraftabscheider, ausgebildet ist. Der Massenkraftabscheider ist ein Apparat zur Abscheidung von Feststoffen aufgrund von Massenkräften. Der Fliehkraftabscheider nutzt dabei Zentrifugalkräfte, um die Feststoffe aus dem Gas abzuscheiden. Da Massenkraftabscheider, insbesondere Zyklone, ganz ohne Filtermaterialien auskommen, besteht keine Gefahr, dass ein Filter oder Filtermaterial des Feststoffabscheiders durch die Feststoffe verstopft werden. Insbesondere kann der Feststoffabscheider vermeiden, dass die beispielsweise einen schadstoffhaltigen Staub bildenden Feststoffe an eine Umgebung des Energiespeichers insgesamt gelangen. Auch ein etwaiger Funkenflug außerhalb des Energiespeichers kann durch das Abscheiden der Feststoffe aus dem Gas vermieden werden.
Um eine besonders hohe Sicherheit realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Energiespeicher ein auch als Speichergehäuse bezeichnetes Gehäuse aufweist, welches einen Aufnahmeraum bildet beziehungsweise begrenzt. Der Aufnahmeraum ist durch eine in dem Gehäuse angeordnete Trenneinrichtung des Energiespeichers in eine erste Kammer und in eine zweite Kammer unterteilt. Die Trenneinrichtung ist somit zwischen den Kammern angeordnet und unterteilt die Kammern zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, voneinander, insbesondere räumlich und fluidisch. Die Speicherzelle ist dabei zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, in der ersten Kammer angeordnet. Infolge der Erwärmung der Speicherzelle bildet sich eine Öffnung des Zellgehäuses aus, insbesondere derart, dass sich die Öffnung in dem Zellgehäuse ausbildet. Beispielsweise schmilzt das heiße Gas zumindest einen Teilbereich des Zellgehäuses auf, wodurch die insbesondere als Durchgangsöffnung ausgebildete Öffnung entsteht. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass infolge der Erwärmung der Speicherzelle eine Öffnung des Zellgehäuses freigegeben wird. Beispielsweise ist die Öffnung zunächst beziehungsweise in einem Normalbetriebszustand, in welchem die Speicherzelle frei von einem thermischen Ereignis ist, durch einen Wandungsbereich wie beispielsweise eine Berstmembran verschlossen. Übersteigt der durch das Gas in dem Zellgehäuse bewirkte Druck ein Druckniveau, so versagt das Zellgehäuse zuerst an einer Soll-Versagensstelle, an welcher die Berstmembran angeordnet ist. Dies bedeutet, dass die Berstmembran birst, wodurch die Öffnung des Zellgehäuses gezielt freigegeben wird. Durch das Ausbilden beziehungsweise Freigeben der Öffnung kann das Gas aus dem Zellgehäuse austreten beziehungsweise ausströmen, ohne dass es zu einer unkontrollierten Explosion der Speicherzelle kommt. Das infolge der Erwärmung der Speicherzelle über die sich ausbildende beziehungsweise freigegebene Öffnung des Zellgehäuses aus der Speicherzelle, insbesondere aus dem Zellgehäuse, ausströmende Gas ist über die Öffnung sowie beispielsweise über eine Übertrittsöffnung der Trenneinrichtung in die zweite Kammer einleitbar. Dabei sind die Öffnung und die Übertrittsöffnung beispielsweise in zumindest teilweise gegenseitiger Überlappung oder Überdeckung angeordnet. Es ist denkbar, dass sich die Übertrittsöffnung infolge der Erwärmung der Speicherzelle ausbildet und/oder infolge der Erwärmung der Speicherzelle freigegeben wird. Über die zweite Kammer kann das Gas gezielt von der Speicherzelle weggeführt und beispielsweise aus dem Speichergehäuse ausgeleitet werden. Da die Trenneinrichtung die Kammern voneinander trennt, kann beispielsweise ein übermäßiges Überströmen des Gases aus der zweiten Kammer in die erste Kammer vermieden werden, sodass eine thermische Propagation in dem Speichergehäuse verhindert werden kann. Somit kann eine besonders hohe Sicherheit gewährleistet werden.
Dabei hat es sich zur Realisierung einer besonders hohen Sicherheit als vorteilhaft gezeigt, wenn der Feststoffabscheider zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, in der zweiten Kammer angeordnet ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass das mittels des Feststoffabscheiders bewirkte oder bewirkbare Abscheiden der Feststoffe aus dem Gas zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, in der zweiten Kammer erfolgt.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass eine Einleitöffnung, über welche das Gas und die Feststoffe in den Feststoffabscheider einleitbar sind, in der zweiten Kammer angeordnet ist. Dadurch können insbesondere die Feststoffe effektiv und effizient von der ersten Kammer und somit von der in der ersten Kammer angeordneten Speicherzelle beziehungsweise von den in der ersten Kammer angeordneten Speicherzellen ferngehalten werden, sodass eine besonders hohe Sicherheit darstellbar ist.
Um das Gas besonders sicher von den aus dem Gas abgeschiedenen Feststoffen und insbesondere von dem Feststoffabscheider besonders sicher wegführen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass ein von dem Gas nach dem Abscheiden der Feststoffe aus dem Gas durchströmbarer Kanal, welcher somit von dem von dem Feststoffabscheider bereitstellbaren oder bereitgestellten Gas durchströmbar ist, insbesondere ausgehend von dem Feststoffabscheider, durch die erste Kammer hindurch verläuft. Beispielsweise ist das Gas an sich und somit nachdem die Feststoffe aus dem Gas abgeschieden wurden, unbedenklich beziehungsweise kann nicht zu solchen Effekten führen, zu denen es kommen würde, wenn das Gas noch die Feststoffe enthielte. Der Kanal ermöglicht somit eine besonders vorteilhafte und sichere Führung des gereinigten Gases.
Um das gereinigte Gas gezielt und sicher aus dem Energiespeicher abführen und somit von den Feststoffen, dem Feststoffabscheider und der Speicherzelle abführen und fernhalten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass eine die erste Kammer begrenzende Wandung, insbesondere des Speichergehäuses, eine Auslassöffnung aufweist, über welche das Gas nach dem Abscheiden der Feststoffe aus dem Gas aus dem Gehäuse an dessen Umgebung abführbar ist. Dies bedeutet, dass da gereinigte Gas von dem Feststoffabscheider beispielsweise in den Kanal strömen und durch den Kanal hindurchströmen kann. Mittels des Kanals wird das gereinigte Gas, insbesondere durch die Trenneinrichtung, geführt, in die erste Kammer geführt und durch die erste Kammer hindurchgeführt sowie zu der Auslassöffnung geführt. Über die Auslassöffnung kann das Gas aus dem Kanal und insbesondere aus dem Speichergehäuse ausströmen und an die Umgebung des Speichergehäuses beziehungsweise des Energiespeichers entlassen werden.
Um die Feststoffe besonders effektiv an ein Vordringen in unerwünschte Bereiche hindern zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Feststoffabscheider einen Sammelbereich zum Sammeln der mittels des Feststoffabscheiders aus dem Gas abgeschiedenen Feststoffe aufweist. Der Sammelbereich ist dabei zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in der zweiten Kammer angeordnet.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Feststoffabscheider zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in einem von einem Kühlfluid durchströmbaren Kühlmantel angeordnet und somit mittels des den Kühlmantel durchströmenden Kühlfluids zu kühlen ist. Über den Feststoffabscheider können die in dem Feststoffabscheider aufgenommenen und beispielsweise mittels des Feststoffabscheiders aus dem Gas abgeschiedenen Feststoffe und/oder das den Feststoffabscheider durchströmende Gas gekühlt werden, sodass eine besonders hohe Sicherheit darstellbar ist. Das Kühlfluid ist vorzugsweise ein Kühlgas oder aber eine Kühlflüssigkeit, welche vorzugsweise zumindest Wasser umfasst. Insbesondere umgibt der Kühlmantel vorzugsweise zumindest den Sammelbereich des Feststoffabscheiders.
Der Kühlmantel ist eine Kühlmittelummantelung des beispielsweise als Zyklon ausgebildeten Feststoffabscheiders. Mittels der Kühlmittelummantelung kann insbesondere das den Feststoffabscheider durchströmende und aus dem Energiespeicher an dessen Umgebung und dort angeordnete Umgebungsluft austretende Gas gekühlt werden. Dies hat den Vorteil, dass eine Temperatur des Gases unter die Selbstentzündungstemperatur des Gases verringert werden kann, sodass eine spontane Entzündung des Gases, insbesondere in der Umgebung, verhindert werden kann.
Vorzugsweise sind das Kühlfluid und der Kühlmantel dazu ausgebildet, den Feststoffabscheider und über den Feststoffabscheider das den Feststoffabscheider durchströmende Gas derart zu kühlen, dass flüchtige Lösungsmittel aus dem Gas auskondensiert werden. Dadurch kann eine Brandgefahr außerhalb des Energiespeichers in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden.
Beispielsweise weist der Energiespeicher, insbesondere das Speichergehäuse, eine Entgasungseinheit auf. Die Entgasungseinheit umfasst beispielsweise die zuvor beschriebene Auslassöffnung. Die Entgasungseinheit weist eine Entgasungsschnittstelle auf, über welche ein Gasaustausch insbesondere zwischen der ersten Kammer und der Umgebung des Speichergehäuses zugelassen wird. Die Entgasungsschnittstelle umfasst beispielsweise die zuvor genannte Auslassöffnung. Die Entgasungseinheit umfasst beispielsweise eine Membran, welche insbesondere in der Auslassöffnung angeordnet ist und beispielsweise die Auslassöffnung verschließt, jedoch einen Gasaustausch zwischen der ersten und/oder zweiten Kammer und der Umgebung zulässt. Die Membran reguliert einen Gas- beziehungsweise Luftaustausch zwischen der Umgebung des Speichergehäuses beziehungsweise des Energiespeichers und der ersten und/oder zweiten Kammer. Platzt die Membran infolge einer durch ein thermisches Ereignis ausgelösten Verstopfung, könnte ungehindert Luft aus der Umgebung des Energiespeichers in das Speichergehäuse eindringen und in dem Speichergehäuse, insbesondere in dessen Inneren, zu unerwünschten Effekten führen. Dies kann nun vermieden werden, da dadurch, dass die Feststoffe mittels des Feststoffabscheiders aus dem Gas abgeschieden werden, ein Verstopfen der Entgasungseinheit und ein daraus resultierendes Platzen der Membran verhindert werden kann. Ferner ist es denkbar, dass die Membran eine zweite Membran ist, deren Platzen unerwünscht ist. Dabei ist es denkbar, dass eine erste Membran vorgesehen ist, wobei es gewünscht ist, dass die erste Membran durch einen Druckstoß als Folge eines thermischen Ereignisses platzt, um den Druck im auch als Speicherinnenraum bezeichneten Inneren abzubauen. In der Praxis wird dieser Membran noch ein Funkenschutzgitter vorgeschaltet, um zu verhindern, dass glühende Partikel aus dem einfach auch als Speicher bezeichneten Energiespeicher nach außen fliegen und dort das emittierte Gas anzünden. Der Zyklon beziehungsweise Feststoffabscheider fängt Feststoffe (und damit auch die Funken) ab. Somit kann das vorgeschaltete Funkenschutzgitter entfallen, welches ansonsten verstopfen könnte und den Speicher bzw. die zweite Membran zum Platzen bringen könnte. Die erste Membran ist vorgesehen, um zu zu platzen, um einen Druckausgleich zu ermöglichen.
Durch die Erfindung kann die Sicherheit des vorzugsweise als Hochvolt-Speicher ausgebildeten Energiespeichers in besonders hohem Maße und dabei insbesondere im Falle eines unkontrollierbaren, thermischen Ereignisses gesichert werden. Es können sowohl externe wie auch interne Brände vermieden werden. Ebenso kann die Emission von unerwünschten und beispielsweise giftigen Feststoffen beziehungsweise Stäuben vermieden werden. Bei den Feststoffen handelt es sich beispielsweise um Nickel und Kobalt enthaltende Schwermetall-Oxide, die giftige Stäube bilden können, welche nun mittels des Feststoffabscheiders aufgefangen und rückgehalten werden können.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches wenigstens einen Energiespeicher gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:

1 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug;
2 ausschnittsweise eine schematische Unteransicht des Energiespeichers; und
3 ausschnittsweise eine weitere schematische und geschnittene Seitenansicht des Energiespeichers.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen und geschnittenen Seitenansicht einen Energiespeicher 1 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen. Der Energiespeicher 1 weist ein einfach auch als Gehäuse bezeichnetes Speichergehäuse 2 auf, welches einen Aufnahmeraum 3 bildet beziehungsweise begrenzt. Der Aufnahmeraum 3 wird auch als Inneres des Speichergehäuses 2 bezeichnet. Der Energiespeicher 1 umfasst außerdem eine Trenneinrichtung 4, welche in dem Speichergehäuse 2 angeordnet ist. Durch die Trenneinrichtung 4 ist der Aufnahmeraum 3 in eine erste Kammer 5 und in eine zweite Kammer 6 unterteilt. Somit ist die Trenneinrichtung 4 zwischen den Kammern 5 und 6 angeordnet.
In Zusammenschau mit 2 ist erkennbar, dass in dem Aufnahmeraum 3 und somit in dem Speichergehäuse 2 mehrere, einfach auch als Module bezeichnete Speichermodule 7a-f angeordnet sind. Die Speichermodule 7a-f sind beispielsweise elektrisch miteinander verbunden. Das jeweilige Speichermodul 7a-f umfasst vorzugsweise mehrere Speicherzellen, welche auch einfach als Zellen bezeichnet werden. Die jeweiligen Speicherzellen des jeweiligen Speichermoduls 7a-f sind elektrisch miteinander verbunden. In 1 ist eine der Speicherzellen der Speichermodule 7a-f erkennbar und mit 8 bezeichnet. Die vorigen und folgenden Ausführungen zur Speicherzelle 8 können ohne Weiteres auch auf die anderen Speicherzellen übertragen werden und umgekehrt. Beispielsweise ist die Speicherzelle 8 eine Speicherzelle des Speichermoduls 7a. Mittels der Speicherzelle 8 kann elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom, insbesondere elektrochemisch, gespeichert werden, sodass in dem Energiespeicher 1 beziehungsweise mittels des Energiespeichers 1 elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom gespeichert werden kann. Die Speicherzelle 8 weist ein Zellgehäuse 9 und Anschlüsse 10 und 11 auf, welche auch als Terminals oder Zellkontaktierung bezeichnet werden. Über die Anschlüsse 10 und 11 kann die in beziehungsweise mittels der Speicherzelle 8 gespeicherte, elektrische Energie von der Speicherzelle 8 bereitgestellt werden. Außerdem kann beispielsweise von einer elektrischen Maschine bereitgestellte elektrische Energie über die Anschlüsse 10 und 11 in die Speicherzelle 8 eingeleitet und somit mittels der Speicherzelle 8 gespeichert werden. Mittels der mittels der Speicherzelle 8 bereitgestellten elektrischen Energie kann die elektrische Energie beispielsweise als ein Elektromotor betrieben werden, mittels welchem das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann.
Aus 1 ist erkennbar, dass die Speicherzelle 8 zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, in der Kammer 5 angeordnet ist. Insbesondere je Speichermodul 7a ist ein Kühlelement 12 vorgesehen, welches beispielsweise Bestandteil der Trenneinrichtung 4 sein kann. Beispielsweise ist das Kühlelement 12 eine Kühlplatte. Das Kühlelement 12 ist von einem gasförmigen oder vorzugsweise flüssigen Kühlmittel durchströmbar, sodass das jeweilige Speichermodul 7a-f beziehungsweise die jeweiligen Speicherzellen 8 des jeweiligen Speichermoduls 7a-f über das jeweilige, dem jeweiligen Speichermodul 7a-f zugeordnete Kühlelement 12 mittels des das jeweilige Kühlelement 12 durchströmenden Kühlmittels gekühlt werden kann.
In 2 ist eine Zulaufleitung mit 13 bezeichnet, über welche - wie in 2 durch einen Pfeil 14 veranschaulicht ist - die Kühlelemente 12 mit dem Kühlmittel versorgbar sind. Außerdem ist in 2 mit 15 ein Ablauf bezeichnet, über welchen - wie in 2 durch einen Pfeil 16 veranschaulicht ist - das Kühlmittel, nachdem es die Speicherzellen der Speichermodule 7a-f gekühlt hat, von den Kühlelementen 12 abgeführt wird.
Beispielsweise zeigt 1 den Energiespeicher 1 in dessen Einbaulage. Der Energiespeicher 1 nimmt seine Einbaulage in vollständig hergestelltem Zustand des Kraftfahrzeugs ein. Dabei ist in 1 die Fahrzeughochrichtung durch einen Doppelpfeil 17 veranschaulicht. Aus 1 ist somit erkennbar, dass die Anschlüsse 10 und 11 in Einbaulage des Energiespeichers 1 auf einer in Fahrzeughochrichtung nach oben weisenden Oberseite der Speicherzelle 8, insbesondere des Zellgehäuses 9, angeordnet sind. Außerdem ist das jeweilige Kühlelement 12 in Einbaulage des Energiespeichers 1 in Fahrzeughochrichtung unter der Speicherzelle 8 und somit unter den Speicherzellen 8 des Speichermoduls 7a-f angeordnet.
Das Kühlelement 12 ist beispielsweise ein erstes Trennelement der Trenneinrichtung 4. Mittels des ersten Trennelements sind die Kammern 5 und 6 in jeweiligen Teilbereichen voneinander getrennt. Die Trenneinrichtung 4 kann dabei wenigstens ein weiteres, beispielsweise als Trennplatte ausgebildetes Trennelement 18 aufweisen, mittels welchem die Kammern 5 und 6 in weiteren Teilbereichen voneinander getrennt sind. Beispielsweise sind die Trennelemente der Trenneinrichtung 4, insbesondere lückenbeziehungsweise spaltlos, miteinander verbunden beziehungsweise grenzen insbesondere lücken- beziehungsweise spaltlos aneinander an. Insbesondere ist dadurch die Kammer 5 abgesichert. Insbesondere trennt die Trenneinrichtung 4 die beiden Kammern 5 und 6 zumindest nahezu gasdicht beziehungsweise fluidisch voneinander ab.
In 3 sind mehrere, mit 8 bezeichnete Speicherzellen, insbesondere des Speichermoduls 7a, erkennbar. Eine der in 3 erkennbaren Speicherzellen 8 ist außerdem mit T bezeichnet. Des Weiteren ist in 3 schematisch ein thermisches Ereignis TE der Speicherzelle T veranschaulicht. Zu dem thermischen Ereignis TE kommt es beispielsweise infolge einer insbesondere unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Energiespeichers 1. Aus 3 ist auch erkennbar, dass es an den anderen, in 3 gezeigten Speicherzellen 8 nicht zu einem thermischen Ereignis gekommen ist.
Infolge des thermischen Ereignisses erwärmt sich die Speicherzelle T, sodass beispielsweise aus einem insbesondere flüssigen, in dem Zellgehäuse 9 der Speicherzelle T aufgenommenen Elektrolyt ein in 1 und 3 mit G bezeichnetes Gas entsteht. Das heiße Gas führt zu einer Druckerhöhung in dem Zellgehäuse 9 der Speicherzelle T. Das Zellgehäuse 9 der Speicherzelle T weist beispielsweise eine Öffnung auf, welche durch eine Berstmembran verschlossen ist. Die Berstmembran, welche in 1 mit 19 bezeichnet ist, ist auf einer in Einbaulage des Energiespeichers 1 in Fahrzeughochrichtung nach unten weisenden und somit beispielsweise der Trenneinrichtung 4 zugewandten Unterseite der Speicherzelle T angeordnet. Außerdem weist die Trenneinrichtung 4 eine Durchtrittsöffnung 20 auf, wobei die durch die Berstmembran 19 zunächst verschlossene Öffnung des Zellgehäuses 9 und die Durchtrittsöffnung 20 in zumindest teilweiser gegenseitiger Überlappung oder Überdeckung angeordnet sind. Insbesondere ist die Öffnung des Zellgehäuses 9 zu der Kammer 6 hin zumindest teilweise durch die Durchtrittsöffnung 20 überlappt beziehungsweise überdeckt.
Überschreitet infolge der Druckerhöhung ein in dem Zellgehäuse 9 herrschender Druck ein Druckniveau, so birst das Zellgehäuse 9 zuerst in einem Bereich, in welchem die Berstmembran 19 angeordnet ist. Das Zellgehäuse 9 birst derart, dass die Berstmembran 19 birst. Hierdurch gibt die Berstmembran 19 die Öffnung des Zellgehäuses 9 frei, sodass das Gas G über die freigegebene Öffnung aus dem Zellgehäuse 9 ausströmen kann. Dadurch kann eine unkontrollierte Explosion der Speicherzelle T vermieden werden.
Das die Öffnung des Zellgehäuses 9 durchströmende Gas G kann die Durchtrittsöffnung 20 der Trenneinrichtung 4 durchströmen. Das die freigegebene Öffnung des Zellgehäuses 9 durchströmende Gas G kann die Durchtrittsöffnung 20 durchströmen und somit über die Öffnung des Zellgehäuses 9 und über die Durchtrittsöffnung 20 in die Kammer 6 einströmen beziehungsweise eingeleitet werden. Mittels der Kammer 6 kann das die Kammer 6 durchströmende Gas G gezielt geführt werden, insbesondere derart, dass das heiße Gas G von der Speicherzelle 8 abgeführt beziehungsweise von den in der Kammer 5 angeordneten Speicherzellen 8 ferngehalten werden kann. Außerdem kann die Kammer 6 für einen Zellmaterialauswurf genutzt werden. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass das über die freigegebene Öffnung aus dem Zellgehäuse 9 ausströmende Gas G festes Material und somit Feststoffe aus dem Zellgehäuse 9 heraus transportieren und insbesondere in die Kammer 6 transportieren beziehungsweise fördern kann. Die Feststoffe sind feste Partikel, welche einen unerwünschten Staub bilden können. Die Feststoffe (Partikel) können nun zunächst beispielsweise in der Kammer 6 beziehungsweise mittels der Kammer 6 aufgefangen und insbesondere von der Kammer 5 ferngehalten werden.
Wie außerdem aus 1 erkennbar ist, kann infolge der Erwärmung der Speicherzelle T das Kühlelement 12 das das Kühlelement 12 durchströmende und in 1 mit K bezeichnete Kühlmittel bereitstellen, sodass das das Kühlelement 12 durchströmende Kühlmittel K aus dem Kühlelement 12 ausströmen, in die Durchtrittsöffnung 20 einströmen und über die freigegebene Öffnung des Zellgehäuses 9 in das Zellgehäuse 9 einströmen kann beziehungsweise eingespritzt werden kann. Dadurch kann die Speicherzelle T, an der es zu dem thermischen Ereignis TE gekommen ist, effektiv und effizient gekühlt werden. In 1 ist mit B ein Kühlmittelinjektionsbereich bezeichnet, in welchem das das Kühlelement 12 durchströmende und aus dem Kühlelement 12 ausströmende Kühlmittel K über die Öffnung des Zellgehäuses 9 und dabei insbesondere über die Durchtrittsöffnung 20 in das Zellgehäuse 9 injiziert, das heißt eingespritzt, wird.
Aus 3 ist erkennbar, dass der Energiespeicher 1 eine Entgasungseinheit 21 aufweist. Die Entgasungseinheit 21 weist eine Auslassöffnung 22 des Speichergehäuses 2 auf. Außerdem umfasst die Entgasungseinheit 21 beispielsweise wenigstens oder genau zwei in den Fig. nicht näher dargestellte Membrane, welche in der Auslassöffnung 22 angeordnet sind und die Auslassöffnung 22 verschließen und dabei jedoch einen Gasbeziehungsweise Luftaustausch zwischen zumindest einem Teil des Inneren (Aufnahmeraum 3) des Speichergehäuses 2 und dessen Umgebung 23 zulassen.
Um nun eine besonders hohe Sicherheit des Energiespeichers 1 und somit des Kraftfahrzeugs insgesamt realisieren zu können, weist der Energiespeicher 1 einen vorliegend als Zyklon 25 ausgebildeten und von dem infolge der Erwärmung der Speicherzelle T aus der Speicherzelle T austretenden Gas G durchströmbaren Feststoffabscheider zum gezielten Abscheiden der Feststoffe aus dem Gas G auf. Mit anderen Worten, das aus der Speicherzelle T beziehungsweise aus deren Zellgehäuse 9 ausströmende Gas G kann in den Zyklon 25 einströmen. Dabei kann das Gas G die zuvor genannten Feststoffe aus dem Zellgehäuse 9 der Speicherzelle T in den Zyklon 25 hinein transportieren, sodass das Gas G und die Feststoffe in dem Zyklon 25 einströmen. Mittels des Zyklons 25 werden die in den Zyklon 25 eingeströmten Feststoffe aus dem in den Zyklon 25 eingeströmten und den Zyklon 25 durchströmten Gas G abgeschieden, wodurch das Gas G von den Feststoffen gereinigt wird. Das von den Feststoffen gereinigte Gas G ist in 3 auch mit R bezeichnet, wobei das noch in der Kammer 6 aufgenommene und noch nicht mittels des Zyklons 25 gereinigte und somit noch die Feststoffe enthaltende, ungereinigte Gas G in 3 mit S bezeichnet ist. Bei den Feststoffen handelt es sich beispielsweise um Nickel und Kobalt enthaltende Schwermetall-Oxide, die dadurch, dass das Gas G in den Zyklon 25 einströmt, in den Zyklon 25 hinein gefördert werden. Mittels des Zyklons 25 werden die Feststoffe aus dem Gas G abgeschieden. Dabei ist der Zyklon 25 vollständig in der Kammer 6 angeordnet. Der Zyklon 25 weist dabei eine Einleitöffnung E auf, über welche das Gas G und die Feststoffe in den Zyklon 25 einleitbar sind beziehungsweise einströmen. Dabei ist die Einleitöffnung E in der Kammer 6 angeordnet. Die Einleitöffnung E ist mit einem Zuführtrichter 26 fluidisch verbunden, welcher von dem Gas G und den Feststoffen durchströmbar ist und sich in Strömungsrichtung des den Zuführtrichter 26 durchströmenden Gases G, insbesondere in Richtung der Einleitöffnung E, verjüngt. Mittels des auch als Fangtrichter bezeichneten Zuführtrichters 26 können das in der Kammer 6 strömende Gas G und die dadurch transportierten Feststoffe aufgefangen und zu der Einleitöffnung E geführt werden. Der Zuführtrichter 26 sollte optional eingebaut beziehungsweise verwendet werden, denn es stört nicht, wenn Feststoff in der Kammer 6 verbleibt. Eine vorteilhafte Auslegung des Zuführtrichters ist sinnvoll, um eine Verstopfung in einem Eingangsbereich des Zuführtrichters 26 zu vermeiden oder übermäßig viel Material abzuscheiden.
Der Zyklon 25 an sich weist eine Ausleitöffnung A auf, über welche der Zyklon 25 das gereinigte Gas G beziehungsweise R bereitstellen kann. Mit anderen Worten kann aus dem Zyklon 25 das von den Feststoffen gereinigte Gas R aus dem Zyklon 25 ausströmen. Es ist ein Leitungselement 27 vorgesehen, welches beispielsweise einenends fluidisch mit der Ausleitöffnung A und andernends fluidisch mit der Auslassöffnung 22 verbunden ist. Das Leitungselement 27 weist einen Kanal auf, welcher von dem gereinigten, von dem Zyklon 25 bereitgestellten Gas R durchströmbar ist. Der Kanal des Leitungselements 27 ist mit K bezeichnet und führt das gereinigte Gas R von der Auslassöffnung A und somit von dem Zyklon 25 und somit aus der Kammer 6 zunächst durch die Trenneinrichtung 4 und daraufhin durch die Kammer 5 hindurch zu der Auslassöffnung 22, sodass das gereinigte, den Kanal K durchströmende Gas R aus dem Kanal K ausströmen und in der Folge die Auslassöffnung 22 durchströmen kann. Somit kann das gereinigte Gas R über die Auslassöffnung 22 aus dem Speichergehäuse 2 ausströmen und an die Umgebung 23 strömen. Der Zyklon 25 weist einen Sammelbereich 28 auf, in welchem die mittels des Zyklons 25 aus dem Gas G abgeschiedenen und in 3 mit F bezeichneten Feststoffe gesammelt werden. Der Sammelbereich 28 ist vollständig in der Kammer 6 angeordnet.
Insbesondere lassen die Membrane einen Luft- beziehungsweise Gasaustausch zwischen der Kammer 5 und der Umgebung 23 des Speichergehäuses 2, insbesondere des Energiespeichers 1 insgesamt, zu. Es ist erkennbar, dass die Auslassöffnung 22 in einer die Kammer 5 zumindest teilweise direkt begrenzenden Wandung 24 des Speichergehäuses 2 angeordnet beziehungsweise ausgebildet ist. Eine erste der oben genannten Membrane dichtet das Speichergehäuse 2 (bedingt gasdurchlässig) nach außen ab. Die zweite Membran, die beispielsweise entlang einer Strömungsrichtung einer durch die Auslassöffnung 22 hindurchströmenden und in Richtung der oder an die Umgebung 23 strömenden Gasströmung stromab der ersten Membran angeordnet ist, dichtet das Leitungselement 27 innerhalb der Entgasungsenheit 21 (bedingt gasdurchlässig) von der Kammer 5 ab. Bei einem thermischen Ereignis soll die erste Membran gewünscht platzen, die zweite Membran jedoch nicht. Die zweite Membran könnte platzen, wenn ein Funkenschutzgitter der ersten Membran vorgeschaltet wäre und sich mit Feststoffen zusetzte. Dies wird jedoch durch den Zyklon 25 verhindert.
Außerdem ist aus 3 erkennbar, dass der Zyklon 25 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in einem von einem Kühlfluid durchströmbaren Kühlmantel 29 aufgenommen ist. Das zuvor genannte Kühlfluid ist vorzugsweise das Kühlmittel. Der Zyklon 25 und insbesondere der Sammelbereich 28 und dadurch die dort aufgenommenen Feststoffe F können mittels des den Kühlmantel 29 durchströmenden Kühlfluids (Kühlmittel) gekühlt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das den Zyklon 25 durchströmende Gas G mittels des den Kühlmantel 29 durchströmenden Kühlfluids gekühlt werden. Dabei kann beispielsweise das den Kühlmantel 29 durchströmende Kühlfluid das den Zyklon 25 durchströmende Gas G derart stark kühlen, dass im Gas zunächst enthaltene, flüchtige Lösungsmittel aus dem Gas G auskondensiert werden.
Über einen Zulauf 30 kann das Kühlfluid in den Kühlmantel 29 eingeleitet werden. Über einen auch als Ablauf bezeichneten Rücklauf 31 kann das Kühlfluid aus dem Kühlmantel 29 abgeführt werden, nachdem das Kühlfluid den Zyklon 25 beziehungsweise das den Zyklon 25 durchströmende Gas G gekühlt hat. Durch Kühlen des Gases G über den Zyklon 25 kann eine Temperatur des an die Umgebung 23 strömenden Gases R besonders gering gehalten werden, sodass unerwünschte Effekte vermieden werden können. Es wäre sinnvoll, auch das Leitungselement 27 optional zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, insbesondere außenumfangsseitig, mit dem Kühlmantel 29 zu umgeben beziehungsweise in dem Kühlmantel 29 anzuordnen. Das ist dann besonders sinnvoll, wenn das Leitungselement 27 sehr lang ist. Der Zulauf 30 könnte dann an einer Ausleitöffnung angeschlossen werden. Es ist erkennbar, dass der Kühlmantel 29 mit dem Kühlmittel aus dem Kühlelement 12 versorgbar ist oder umgekehrt.
Bezugszeichenliste

1: Energiespeicher
2: Speichergehäuse
3: Aufnahmeraum
4: Trenneinrichtung
5: Kammer
6: Kammer
7a-f: Speichermodul
8: Speicherzelle
9: Zellgehäuse
10: Anschluss
11: Anschluss
12: Kühlelement
13: Zulaufleitung
14: Pfeil
15: Ablauf
16: Pfeil
17: Doppelpfeil
18: Trennelement
19: Berstmembran
20: Durchtrittsöffnung
21: Entgasungseinheit
22: Auslassöffnung
23: Umgebung
24: Wandung
25: Zyklon
26: Zuführtrichter
27: Leitungselement
28: Sammelbereich
29: Kühlmantel
30: Zulauf
31: Rücklauf
A: Ausleitöffnung
B: Kühlmittelinjektionsbereich
E: Einleitöffnung
F: Feststoffe
G: Gas
K: Kanal
R: gereinigtes Gas
S: ungereinigtes Gas
T: Speicherzelle
TE: thermisches Ereignis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017212223 A1 [0002]

Claims

Energiespeicher (1) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Speicherzelle (8) zum Speichern von elektrischer Energie, gekennzeichnet durch wenigstens einen von einem infolge einer Erwärmung der Speicherzelle (8) aus der Speicherzelle (8) austretenden Gas (G) durchströmbaren Feststoffabscheider (25) zum Abscheiden von Feststoffen (F) aus dem Gas (G).
Energiespeicher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffabscheider (25) als ein Massenkraftabscheider (25), insbesondere als ein Fliehkraftabscheider (25), ausgebildet ist.
Energiespeicher (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (1) ein Gehäuse (2) aufweist, welches einen Aufnahmeraum (3) bildet, welcher durch eine in dem Gehäuse (2) angeordnete Trenneinrichtung (4) in einer erste Kammer (5), in welcher die Speicherzelle (8) zumindest überwiegend angeordnet ist, und eine zweite Kammer (6) unterteilt ist, in welche das infolge der Erwärmung der Speicherzelle (8) über eine sich infolge der Erwärmung der Speicherzelle (8) ausbildende und/oder freigegebene Öffnung eines Zellgehäuses (9) der Speicherzelle (8) aus der Speicherzelle (8) ausströmende Gas (G) über die Öffnung einleitbar ist.
Energiespeicher (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffabscheider (25) zumindest überwiegend in der zweiten Kammer (6) angeordnet ist.
Energiespeicher (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einleitöffnung (E), über welche das Gas (G) und die Feststoffe (F) in den Feststoffabscheider (25) einleitbar sind, in der zweiten Kammer (6) angeordnet ist.
Energiespeicher (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein von dem Gas (G) nach dem Abscheiden der Feststoffe (F) aus dem Gas (G) durchströmbarer Kanal (K) durch die erste Kammer (5) verläuft.
Energiespeicher (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine die erste Kammer (5) begrenzende Wandung (24) eine Auslassöffnung (22) aufweist, über welche das Gas (G) nach dem Abscheiden der Feststoffe (F) aus dem Gas (G) aus dem Gehäuse (2) an dessen Umgebung (23) abführbar ist.
Energiespeicher (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffabscheider (25) einen Sammelbereich (28) zum Sammeln der aus dem Gas (G) abgeschiedenen Feststoffe (F) aufweist, wobei der Sammelbereich (28) in der zweiten Kammer (6) angeordnet ist.
Energiespeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffabscheider (25) zumindest teilweise in einem von einem Kühlfluid durchströmbaren Kühlmantel (29) angeordnet und mittels des den Kühlmantel (29) durchströmenden Kühlfluids zu kühlen ist.
Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Energiespeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.