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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher, insbesondere einen Lithium-Ionen-Akkumulator, bestehend aus zumindest zwei, jeweils ein Gehäuse mit Seitenwänden aufweisenden Einzelzellen mit jeweils zwei Polen, wobei die Gehäuse der benachbarten Einzelzellen mit den Seitenwänden aneinander anliegend angeordnet sind, wobei zwischen den benachbarten Einzelzellen ein Brandschutzelement angeordnet ist.
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Akkumulatoren und damit elektrische Energiespeicher im Allgemeinen sowie in der besonderen Ausführungsform als Lithium-Ionen-Akkumulator im Speziellen sind aus dem Stand der Technik an sich gut bekannt, weshalb es eines gesonderten druckschriftlichen Nachweises an dieser Stelle nicht bedarf.
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Gemäß einer typischen Bauform verfügt ein Energiespeicher über ein Gehäuse, das eine Mehrzahl von miteinander elektrisch verschalteten Einzelzellen aufnimmt. Dabei kommen in aller Regel je nach gewünschter Ausgangsspannung 12 Zellen (für 24V), 24 Zellen (für 48V) oder 40 Zellen (für 80V) zum Einsatz. Jede der Einzelzellen verfügt über ein Gehäuse, das einerseits einen Elektrolyten sowie andererseits einander abwechselnd angeordnete positive und negative Elektrodenplatten aufnimmt.
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Elektrische Energiespeicher und insbesondere Lithium-Ionen-Akkumulatoren haben gegenüber anderen Akkumulatoren, wie beispielsweise Bleiakkumulatoren den Vorteil, dass sie hohe Ströme in vergleichsweise kurzer Zeit sowohl bereitstellen als auch aufnehmen können. Von Nachteil bei Lithium-Ionen-Akkumulatoren ist jedoch, dass eine Tiefentladung in jedem Fall vermieden werden muss, genauso wie eine Überladung. Insbesondere ein Überladen von Lithium-Ionen-Akkumulatoren ist insoweit gefährlich, als dass es zu einer Brandauslösung oder gar Explosion kommen kann. Derartige Brände lassen sich dem Grunde nach nicht löschen, weil beim Brand eines Lithium-Ionen-Akkumulators Sauerstoff entsteht, so dass es mit herkömmlichen Löschmitteln, die die Sauerstoffzufuhr unterbinden, nicht möglich ist, brennende Lithium-Ionen-Akkumulatoren zu löschen.
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Kommt es beispielsweise infolge einer Überladung eines Lithium-Ionen-Akkumulators zu einem Brandfall, so entstehen brennbare und/oder gesundheitsschädliche Brandgase, die ungehindert in die Umgebungsatmosphäre des Lithium-Ionen-Akkumulators entweichen.
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Dies ist insbesondere bei Lithium-Ionen-Akkumulatoren von in Fahrzeugen, wie beispielsweise Zügen verwendeten Akkumulatorsystemen kritisch, da im Brandfall austretende Brandgase unkontrolliert in den Fahrgastraum gelangen können, was dann im schlimmsten Fall Personenschäden zur Folge haben kann.
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Darüber hinaus besteht das Risiko, dass bereits bei einem Brandfall im Bereich einer Einzelzelle der Brand auf benachbarte Einzelzellen und somit auch auf den gesamten Energiespeicher übergreift, wodurch die voranstehend beschriebenen Gefahren deutlich erhöht werden, insofern deutlich mehr Sauerstoff bei Lithium-Ionen-Akkumulatoren im Brandfall entstehen und darüber hinaus natürlich auch deutlich mehr Brandgase austreten können.
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Aus der
DE 10 2013 200 546 A1 ist ein Akkumulator für eine Handwerkzeugmaschine bekannt. Diesbezüglich sind den
6 bis
9 dieser Druckschrift dem Grunde nach zwei unterschiedliche Ausgestaltungen eines solchen Akkumulators zu entnehmen, wobei die Ausgestaltung nach den
6 und
7 die Anordnung von zylindrischen Einzelzellen in einem Gehäuse zeigt, während in den
8 und
9 eine Ausführungsform dargestellt ist, bei der plattenförmige Einzelzellen in einem Gehäuse angeordnet sind.
7 bzw.
9 zeigen die Ausgestaltung gemäß der
6 bzw. gemäß der
8 jeweils im Fehlerfall, während die
6 und
8 den fehlerfreien Zustand des Akkumulators zeigen.
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Erkennbar ist, dass sämtliche Einzelzellen innerhalb des Gehäuses mit einem intumeszierenden Material aufweisenden Brandschutzmantel ummantelt sind. Ein intumeszierendes Material ist nach diesem Stand der Technik ein Material, das eingerichtet ist, bei einer bestimmbaren Übertemperatur ihr Volumen zu vergrößern, und beispielsweise aufzuquellen. Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung einen elektrischen Energiespeicher derart weiterzuentwickeln, dass selbst im Brandfall im Bereich einer Einzelzelle eine Ausdehnung des Brandes und der damit verbundenen Brandgase in einem Energiespeicher reduziert wird bzw. die Brandgase gezielt abgeführt werden können.
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Die Lösung dieser Aufgabenstellung sieht bei einem erfindungsgemäßen Energiespeicher vor, dass das Brandschutzelement als Matte ausgebildet ist und ein Metallhydrat und/oder Metallhydroxid aufweist, wobei die Matte aus einem, vorzugsweise textilem Gewebe, einem Filz, insbesondere aus Einzelfasern oder einem Gewirk aus Fasern ausgebildet ist, wobei die Matte Poren aufweist, in denen zumindest ein Teil des Metallhydrats und/oder Metallhydroxids angeordnet ist oder dass das Brandschutzelement aus einem Metallhydrat und/oder Metallhydroxid ausgebildet ist.
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Demzufolge sind die an sich üblicherweise mit ihren Seitenwänden aneinander liegenden Einzelzellen durch eine Matte in Form eines Brandschutzelementes voneinander getrennt. Das Brandschutzelement dient dazu, einen möglichen Brand einer Einzelzelle von der benachbarten Einzelzelle fernzuhalten und hat darüber hinaus auch eine Dämmwirkung, so dass die im Brandfall auftretenden höheren Temperaturen in einer Einzelzelle nicht unmittelbar und ungedämmt auf eine benachbarte Einzelzelle übertragen werden.
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Hierbei ist zu berücksichtigen, dass im Bereich der Einzelzellen in großem Maße Kunststoffe verarbeitet werden. Die meisten Kunststoffe sind aber aufgrund ihrer Zusammensetzung und ihres Aufbaus leicht brennbar. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Energiespeichers mit einem Brandschutzelement zwischen benachbarten Einzelzellen kann der für die Verbrennung nötige Sauerstoff und der insbesondere bei Lithium-Ionen-Akkumulatoren beim Brand entstehende Sauerstoff lokal begrenzt werden. Durch die Verwendung eines Metallhydrats und/oder Metallhydroxids in dem Brandschutzelement oder als Brandelement ist darüber hinaus ein Wärmeentzug, eine Wasserfreisetzung und die Ausbildung einer Sperrschicht möglich. Diese Sperrschicht reduziert bei Bränden entstehende Rauchgase. Die Verwendung eines Metallhydrats und/oder Metallhydroxids in der Matte oder als Brandschutzelement stellt darüber hinaus eine umweltfreundliche Maßnahme dar, da diese Metallhydrate und/oder Metallhydroxide halogenfrei sind. Darüber hinaus haben diese Mittel ein günstiges Preis-Leistungs-Verhältnis, so dass das Endprodukt auch mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen wettbewerbsfähig herstellbar ist. Metallhydrate basieren diesbezüglich hinsichtlich einer Flammschutzwirkung auf physikalisch-chemischen Mechanismen. In Gegenwart einer Entzündungsquelle, eines heißen Gegenstandes oder einer offenen Flamme findet eine thermische Zersetzung von beispielsweise Aluminiumhydroxid in Aluminiumoxid und Wasser statt. Dabei wird der Zündquelle Energie entzogen, da die ausgelöste Zerfallsreaktion Wärmeenergie verzehrt.
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Es handelt sich um eine endotherme Reaktion. Der gleichzeitig freigesetzte Wasserdampf kühlt die Materialoberfläche zusätzlich ab und verdünnt insbesondere die Konzentration brennbarer Gase in der Umgebung des angegriffenen Kunststoffs.
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Bei den voranstehend erwähnten Lithium-Ionen-Akkumulatoren mit zumindest 12 Zellen ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zwischen jeweils zwei benachbarten Zellen entsprechende Brandschutzelemente angeordnet sind.
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Erfindungsgemäß ist bei einer ersten Alternative vorgesehen, dass die Matte aus einem, vorzugsweise textilen Gewebe, einem Filz, insbesondere aus Einzelfasern oder einem Gewirk aus Fasern ausgebildet ist, wobei die Matte Poren aufweist, in denen zumindest ein Teil des Metallhydrats und/oder Metallhydroxids angeordnet ist. Vorzugsweise sind die Poren der Matte vollständig mit Metallhydrat und/oder Metallhydroxid ausgefüllt, so dass die Matte eine hohe Gasdichtigkeit aufweist und somit eine Diffusion von Brandgasen zumindest deutlich erschwert, insbesondere aber unterbindet. Als Fasern haben sich anorganische Fasern als geeignet gezeigt.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einzelzellen in einem Gehäuse angeordnet sind, wobei das Gehäuse eine Bodenplatte und einen Deckel aufweist, die über Seitenwände miteinander verbunden sind und wobei die Matte an Innenflächen gegenüberliegender Seitenflächen, an einer Innenfläche der Bodenplatte und an einer Innenfläche des Deckels anschließt. Die Matte und damit das Brandschutzelement stellt damit eine Vorrichtung dar, welches das Gehäuse, in dem die Einzelzellen angeordnet sind, in zumindest zwei vollständig voneinander getrennte Bereiche aufteilt. Selbstverständlich sind mehrere Matten in Abhängigkeit der in das Gehäuse einzusetzenden Einzelzellen entsprechend angeordnet. Über die derartige Anordnung der Matte innerhalb des Gehäuses kann sichergestellt werden, dass ein Brand einer Einzelzelle nicht kurzfristig auf die benachbarte Einzelzelle übergreift. Auch kann die Matte in Abhängigkeit ihrer Ausbildung dazu genutzt werden, ein Übertreten von Brandgasen aus der Einzelzelle in den Bereich der benachbarten Einzelzelle zu verhindern oder zumindest zu verzögern. Vorzugsweise ist die Matte an zumindest einer Seitenwand einer Zelle und/oder an einer Seitenfläche, der Bodenplatte und/oder dem Deckel befestigt. Soweit die Matte eine ausreichende Steifigkeit aufweist, kann diese als singuläres Element zwischen den Seitenwänden zweier benachbarter Einzelzellen angeordnet werden und schließt dann bei entsprechenden Dimensionen an den Innenwandungen des Gehäuses zur Aufnahme der Einzelzellen an. Ergänzend können aber auch Stoßstellen zwischen der Matte und den Innenwandungen des Gehäuses zur Aufnahme der Einzelzellen mit Flächen der Matte verbunden werden. Hier kann beispielsweise eine Klebeverbindung vorgesehen sein. Die Matte kann im Übrigen auch mit einem Übermaß gegenüber dem Einbauraum im Gehäuse ausgebildet sein, so dass sie aufgrund einer Elastizität derart komprimiert wird, dass sie anschließend dichtend an den Innenflächen des Gehäuses zur Aufnahme der Einzelzellen anliegt und abdichtet. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass beispielsweise auf organische Kleber oder organische Substanzen enthaltende Kleber verzichtet werden kann, die im Brandfall schmelzen oder verbrennen, so dass die Verbindung der Matte mit den Innenflächen geschwächt oder aufgelöst wird.
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Vorzugsweise werden als Metallhydrat Aluminiumtrihydrat, Magnesiumdihydrat und/oder Aluminiummonohydrat und/oder als Metallhydroxid Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Calciumhydroxid und/oder Eisenhydroxid vorgesehen. Die genannten Metallhydrate sind ebenso wie die genannten Metallhydroxide dazu geeignet, eine große Menge an Wärmeenergie aufzunehmen bzw. in einer Wärme verbrauchenden endothermen Reaktion Wasser freizusetzen, das in Form von Wasserdampf entweicht.
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Ergänzend kann das Brandschutzelement eine Schicht aus Gips aufweisen. Eine solche Gipsschicht bildet einen stabilen Unterbau und stellt eine hohe Eigenstabilität des Brandschutzelements zur Verfügung. Des Weiteren kann mit einer solchen Gipsschicht der Aufbau des Brandschutzelements vereinfacht werden, so dass das Brandschutzelement kostengünstiger hergestellt werden kann. Hierbei stellt die Gipsschicht eine sehr positive Ergänzung des in der Matte vorgesehenen Metallhydrats und/oder Metallhydroxids dar.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Metallhydrat und/oder das Metallhydroxid aus einem Granulat besteht, das durch ein anorganisches Bindemittel, insbesondere Magnesiabinder gebunden ist. Ein derart ausgebildetes Brandschutzelement kann wiederum eine hohe Eigenstabilität in Plattenform bereitstellen und setzt einem Brand einen ausreichenden Widerstand entgegen. Ein solches Brandschutzelement ist in der Lage, beim Abbinden Wasser aus einer bevorzugt verwendeten wässrigen Aufschlämmung des Brandschutzmittels aufzunehmen. Dieses Wasser steht dann im Brandfall als Kühlmittel zur Verfügung.
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Vorzugsweise hydratisiert das Metallhydrat in einem Temperaturbereich zwischen 95°C und 150°C. In diesem Temperaturbereich nimmt das Metallhydrat eine große Menge an Wärmeenergie auf. Eine Überhitzung und ein Auslösen eines Brandes in der benachbarten Einzelzelle wird somit verhindert oder zumindest verlangsamt.
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Es ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass die Einzelzelle im Bereich einer die Pole aufweisenden Fläche des Gehäuses eine Öffnung hat, die mit einem bei Erreichen eines bestimmten Drucks in der Einzelzelle selbstöffnenden, insbesondere berstenden Verschlusselement ausgebildet ist. Kommt es bei dieser Ausführungsform zu einem Brand und steigt dadurch der Druck in der Einzelzelle an, so öffnet das selbstöffnende Verschlusselement, so dass die möglicherweise brennbaren Gase aus der Einzelzelle gezielt und systematisch abgeführt werden können, ohne dass diese Gase in Kontakt mit dem Brand kommen. Auch kann beim Brand von Lithium-Ionen-Akkumulatoren freigesetzter Sauerstoff gezielt aus der Einzelzelle abgeführt werden, so dass der Sauerstoff für den Brand nicht zur Verfügung steht.
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Zu diesem Zweck kann es vorgesehen sein, dass in die Öffnung innerhalb des Gehäuses ein Kanal angeschlossen ist, der die Öffnung der Einzelzelle mit einer Öffnung im Deckel des Gehäuses verbindet, wobei die Öffnung im Deckel mit einem bei Erreichen eines bestimmten Drucks im Kanal selbstöffnenden, insbesondere berstenden Verschlusselement ausgebildet ist. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass lediglich im Deckel ein entsprechendes Verschlusselement vorgesehen ist. Im Brandfall wird daher ein möglicherweise brennbares Gas, beispielsweise Sauerstoff aus dem Innenraum der Einzelzelle direkt in den Bereich des das Gehäuse zur Aufnahme mehrerer Einzelzellen verschließenden Deckels abgeführt und über die Öffnung im Deckel aus dem Gehäuse gefördert. Durch die Drucksteigerung in dem Kanal wird das selbstöffnende Verschlusselement geöffnet und das Gas kann über den Deckel entweichen. Es wird also verhindert, dass das Gas innerhalb des Gehäuses zur Aufnahme mehrerer Einzelzellen verbleibt.
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Vorzugsweise verschließt ein Verschlusselement mehrere Öffnungen im Deckel. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine verklebbare Folie handeln, die einerseits mehrerer Öffnungen im Deckel verschließt und andererseits hinsichtlich ihrer Materialstärke und ihrer mechanischen Eigenschaften und damit ihrer Reißfestigkeit derart ausgebildet ist, dass sie bei Erreichen eines bestimmten Drucks aufreißt und die Öffnungen öffnet. Es können hier auch Sollbruchstellen in der Folie vorgesehen sein, so dass auch bei Folien mit höherer Reißfestigkeit ein Öffnen der Öffnungen bereits bei bestimmten geringeren Drücken möglich ist.
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Der Kanal ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung aus einem Kunststoffrohr ausgebildet. Es hat sich hierbei als vorteilhaft erwiesen, den Kanal doppelwandig auszubilden, so dass der Kanal aus einem Innenrohr und einem Außenrohr besteht. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass gegebenenfalls heiße Gase, die über das Innenrohr abgeführt werden, die Außenfläche des Kanals nicht in einem Bereich aufheizen, der brandfördernd ist. Des Weiteren werden bei derartig ausgebildeten Kanäle die Abdichtungen nicht durch Formveränderungen des Kanals im Außenbereich beeinflusst.
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Das die Einzelzellen aufnehmende Gehäuse ist aus einem feuerfesten Material, insbesondere aus Metall, vorzugsweise aus Stahl ausgebildet, so dass dieses Gehäuse eine ausreichende Sicherheit bei einem Brand bietet und darüber hinaus auch eine Festigkeit hat, so dass ein entsprechender Energiespeicher auch in Bereichen angewendet werden kann, in denen das Gehäuse einer dynamischen, insbesondere schwingenden Belastung ausgesetzt ist, wie es beispielsweise bei Fahrzeugen der Fall ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:
- 1 einen elektrischen Energiespeicher in perspektivischer Ansicht;
- 2 den elektrischen Energiespeicher gemäß 1 mit entferntem Deckel und teilweise herausgezogenen Einzelzellen in perspektivischer Ansicht und
- 3 einen Teil des Energiespeichers gemäß 2 in einer vergrößerten Detaildarstellung in perspektivischer Ansicht.
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1 zeigt einen elektrischen Energiespeicher 1, der als Lithium-Ionen-Akkumulator ausgebildet ist. Der Energiespeicher 1 besteht aus einem Gehäuse 2, welches zwei Schmalseiten 3 und zwei zu den Schmalseiten 3 und diese miteinander rechtwinklig verbindende Längsseiten 4 aufweist. Die Schmalseiten 3 und die Längsseiten 4 sind miteinander verbunden, können aber auch einstückig ausgebildet sein. Im Bereich unterer Kanten der Schmalseiten 3 und der Längsseiten 4 weist das Gehäuse 2 eine Bodenplatte 5 auf. Bodenplatte 5 und Schmalseiten 3 sowie Längsseiten 4 können aus einem Blechzuschnitt einstückig und durch Abkantung der die Schmalseiten 3 und die Längsseiten 4 ausbildenden Bereiche trogförmig ausgebildet sein. Im Querschnitt ist das Gehäuse 2 U-förmig ausgebildet und dient der Aufnahme von Einzelzellen 6, wie sie in 2 erkennbar sind. Gemäß der Darstellung in 2 sind in dem Gehäuse 2 zwanzig Einzelzellen 6 angeordnet.
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Der Bodenplatte 5 gegenüberliegend angeordnet und das Gehäuse 2 abschließend ist ein Deckel 7 vorgesehen, der im Querschnitt U-förmig ausgebildet ist, so dass der Deckel 7 derart auf das Gehäuse 2 aufsetzbar ist, dass Abwinklungen des Deckels 7 außen an den Schmalseiten 3 bzw. den Längsseiten 4 des Gehäuses 2 zur Anlage kommen. Ergänzend weist der Deckel 7 Laschenelemente 8 auf.
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Weiterhin erkennbar ist in 1 die Anordnung von zwei Polen 9 auf dem Deckel 7 des Gehäuses 2.
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In Längsachsenrichtung des Deckels 7 verlaufend weist der Deckel 7 für jede Einzelzelle 6 (2) eine Öffnung 10 auf, die - wie nachfolgend noch beschrieben werden wird - dafür vorgesehen ist, dass aus einer Einzelzelle 6 austretende Gase in einen Bereich außerhalb des Gehäuses 2 abgeführt werden kann.
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Die Öffnungen 10 sind in zwei parallel und beabstandet zueinander angeordneten Reihen angeordnet, wobei jede Reihe von zehn Öffnungen 10 mit einem Folienstreifen 11 verschlossen ist.
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Der Folienstreifen 11 sind einseitig klebend ausgebildet und können somit in einfacher Weise auf die Oberfläche des Deckels 7 aufgeklebt werden, wobei jeder Folienstreifen 11 breiter als die Öffnungen 10, welche oval ausgebildet sind, ausgebildet ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass der Folienstreifen 11 sowohl in einem Bereich zwischen benachbart angeordneten Öffnungen 10 als auch in einem Bereich beidseits der Öffnungen 10 mit dem Deckel 7 gasdicht verbunden ist.
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Der Folienstreifen 11 weist eine Festigkeit auf, die es ermöglicht, dass der Folienstreifen 11 bei Erreichen eines vorbestimmten Druckes im Bereich der Öffnung 10 zerreißt und somit die Öffnung 10 zur Abgasung freigibt.
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In den 2 und 3 ist der Energiespeicher 1 gemäß 1 bei abgenommenen Deckel 7 dargestellt. Erkennbar sind die Einzelzellen 6, die in zwei Reihen nebeneinander im Gehäuse 2 angeordnet sind. Die Einzelzellen 6 weisen jeweils zwei Pole 12 und 13 auf.
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Des Weiteren ist erkennbar, dass die Einzelzellen 6 Seitenwände 14 aufweisen, wobei jede Einzelzelle 6 im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist, so dass jede Einzelzelle 6 zwei parallel zueinander verlaufende große Seitenwände 14 und zwei die großen Seitenwände 14 verbindende Schmalseiten hat. Die großen Seitenwände 14 der Einzelzellen 6 sind aufeinander zu ausgerichtet und verlaufen parallel zueinander, wobei zwischen den Einzelzellen 6 jeweils ein Brandschutzelement 15 angeordnet ist. Das Brandschutzelement 15 erstreckt sich zwischen Innenflächen der Längsseiten 4 und ist parallel zur Flächennormalen der Längsseiten 4 ausgerichtet. Des Weiteren erstreckt sich jedes Brandschutzelement 15 von einer Innenfläche der Bodenplatte 5 zu einer Innenfläche des Deckels 7, so dass jedes Brandschutzelement 15 den Innenraum des Gehäuses 2 in einzelne Abteilungen unterteilt, die der Aufnahme von jeweils zwei mit ihren Schmalseiten aneinander liegenden Einzelzellen 6 aufnimmt.
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Die Brandschutzelement 15 sind aus einer Matte ausgebildet, wobei die Matte aus einem textilen Gewebe besteht. Das aus der Matte bestehende Brandschutzelement 15 weist darüber hinaus ein Metallhydrat, insbesondere ein Aluminiumhydrat auf, mit dem das Brandschutzelement 15 zumindest auf einer Oberfläche versiegelt ausgebildet ist. Vorzugsweise sind beide großen Oberflächen des Brandschutzelements 15 mit dem Metallhydrat versiegelt. Das Metallhydrat hydratisiert in einem Temperaturbereich zwischen 95°C und 150°C.
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3 zeigt eine vergrößerte Darstellung des geöffneten Energiespeichers 1 gemäß 2.
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Erkennbar ist, dass jede Einzelzelle 6 im Bereich einer Fläche 16 eine Öffnung 17 hat, die mit einem nicht näher dargestellten Verschlusselement verschlossen ist, welches bei Erreichen eines bestimmten Drucks in der Einzelzelle 6 selbstöffnend ausgebildet ist. Die Fläche 16 weist ferner die Pole 12 und 13 der Einzelzelle 6 auf, wobei die Öffnung 17 mittig zwischen den Polen 12, 13 angeordnet ist. An die Öffnung 17 angeschlossen ist ein Kanal 18, der die Öffnung 17 der Einzelzelle 6 mit der Öffnung 10 im Deckel 7 des Gehäuses 2 verbindet.
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Der Kanal 18 ist aus einem Kunststoffrohr ausgebildet, welches doppelwandig ausgebildet ist und aus einem Innenrohr 19 und einem Außenrohr 20 besteht, die beabstandet zueinander angeordnet sind, so dass zwischen Innenrohr 19 und Außenrohr 20 ein Ringraum ausgebildet ist, der der Kühlung des Innenrohrs 19 dient. Der Kanal 18 und damit Innenrohr 19 und Außenrohr 20 ist im Wesentlichen oval ausgebildet.
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Der Kanal 18 kann Bestandteile der Einzelzelle 6 sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, mehrere Kanäle 18, das heißt eine der Anzahl der Einzelzellen 6 entsprechende Anzahl von Kanälen 18 am Deckel 7 derart anzuordnen, dass sie bei montiertem Deckel 7 dichtend auf der Fläche 16 der jeweiligen Einzelzelle 6 im Bereich der Öffnungen 17 aufliegen. Im kritischen Zustand der Einzelzelle 6, bei dem es zu einem Überdruck in der Einzelzelle 6 kommt, können die Verschlusselemente der Einzelzellen 6 öffnen, so dass die in den Einzelzellen 6 entstandenen Gase, insbesondere Brandgase oder brennbare Gase über die Öffnungen 17 und die Kanäle 18 durch den Deckel 7 abgeführt werden.
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Das aus Stahl bestehende Gehäuse 2 dient unter anderem auch dazu, bei einem Brand einer Einzelzelle 6 den Austritt von Flammen aus dem Energiespeicher 1 zu verhindern. Damit soll die Brandausbreitung außerhalb des Gehäuses 2 verhindert werden. Jedoch ist das Zurückhalten von Brandgasen im Stand der Technik nur bedingt möglich, so dass bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eine gezielte Ableitung der Brandgase aus voneinander separierten Einzelzellen 6 möglich ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Energiespeicher
- 2
- Gehäuse
- 3
- Schmalseite
- 4
- Längsseite
- 5
- Bodenplatte
- 6
- Einzelzelle
- 7
- Deckel
- 8
- Laschenelement
- 9
- Pol
- 10
- Öffnung
- 11
- Folienstreifen
- 12
- Pol
- 13
- Pol
- 14
- Seitenwand
- 15
- Brandschutzelement
- 16
- Fläche
- 17
- Öffnung
- 18
- Kanal
- 19
- Innenrohr
- 20
- Außenrohr
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013200546 A1 [0008]
