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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG(EN)
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr.
10-2020-0030298 , die am 11. März 2020 beim koreanischen Amt für geistiges Eigentum eingereicht wurde und auf deren Offenbarung hiermit in vollem Umfang Bezug genommen wird.
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HINTERGRUND
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf ein Energiespeichersystem.
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Da die Entwicklung von Technologien in Bezug auf mobile Geräte, Elektrofahrzeuge und Energiespeichersysteme (ESS) und deren Nachfrage gestiegen sind, hat die Nachfrage nach einer sekundären Batteriezelle als Energiequelle rasch zugenommen. Eine sekundäre Batteriezelle ist eine Batterie, die wiederholt geladen und entladen werden kann, da die gegenseitige Umwandlung zwischen chemischer Energie und elektrischer Energie reversibel ist.
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Eine solche sekundäre Batteriezelle kann eine Elektrodenanordnung umfassen, die eine positive Elektrode, eine negative Elektrode, einen Separator und einen Elektrolyten, Hauptkomponenten einer sekundären Batterie und ein Zellkörperelement eines laminierten Filmgehäuses, das die obigen Elemente schützt, umfasst.
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Eine solche Elektrodenanordnung kann jedoch Wärme erzeugen, während sie geladen und entladen wird, und ein durch die Wärmeerzeugung verursachter Temperaturanstieg kann die Leistung der sekundären Batteriezelle verschlechtern.
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Wenn die Wärmeerzeugung stark wird, kann auch der Innendruck der sekundären Batteriezelle ansteigen, so dass die sekundäre Batteriezelle gezündet werden kann.
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Wenn mehrere sekundäre Batteriezellen montiert sind, wie beispielsweise ein Energiespeichersystem (ESS), kann die sekundäre Batteriezelle zusammen mit der Zündung explodieren und die Flamme kann sich zu umgebenden sekundären Batteriezellen ausbreiten.
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Beispielsweise kann sich, wenn in einer benachbarten sekundären Batteriezelle ein Feuer auftritt, die Flamme im Stand der Technik leicht auf eine benachbarte sekundäre Batteriezelle ausbreiten, da es kein Abdeckelement gibt, welches verhindert, dass sich die Flamme in eine Elektrodenlasche einer sekundären Batteriezelle ausbreitet.
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Um das oben beschriebene Problem oder die Einschränkung zu lösen, bestand daher ein Forschungsbedarf an einem Energiespeichersystem.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung besteht darin, ein Energiespeichersystem bereitzustellen, das das Zünden und Ausbreiten von Feuer in einer sekundären Batteriezelle verhindern kann.
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Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung besteht darin, ein Energiespeichersystem bereitzustellen, das verhindern kann, dass sich Flammen von einer sekundären Batteriezelle nach außen ausbreiten, wenn sich die sekundäre Batteriezelle entzündet.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Energiespeichersystem ein Batteriemodul, das mehrere sekundäre Batteriezellen und eine einseitig oder beidseitig angeordnete Elektrodenlasche enthält; und ein Gehäuse, das einen Modulstapel aufnimmt, in dem mehrere Batteriemodule gestapelt sind, wobei das Gehäuse eine erste Abdeckung, die so angeordnet ist, dass sie mindestens einer Seitenfläche des Modulstapels, auf der die Elektrodenlasche angeordnet ist, gegenüberliegt, und eine zweite Abdeckung aufweist, die so angeordnet ist, dass sie mindestens einer der Seitenflächen des Modulstapels, auf der die Elektrodenlasche nicht angeordnet ist, gegenüberliegt, und wobei ein Flammenkanal zwischen der ersten Abdeckung und dem Modulstapel ausgebildet ist und ein Kühlkanal zwischen der zweiten Abdeckung und dem Modulstapel ausgebildet ist.
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Das Energiespeichersystem kann ferner einen Abstandshalter umfassen, der zwischen der ersten Abdeckung und dem Modulstapel angeordnet ist und einen Abstand zwischen dem Modulstapel und der ersten Abdeckung beibehält.
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Die erste Abdeckung und die zweite Abdeckung können durch Biegen einer Metallplatte gebildet werden.
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Der Kühlkanal kann als unabhängiger Durchgang, der von dem Flammenkanal getrennt ist, ausgebildet sein.
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Das Gehäuse kann ferner eine Trennwand aufweisen, die entlang eines Abschnitts angeordnet ist, in dem die erste Abdeckung mit der zweiten Abdeckung verbunden sein kann, und konfiguriert ist, um mit dem Modulstapel in Kontakt zu sein und den Kühlkanal von dem Flammenkanal zu trennen.
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Das Energiespeichersystem kann ferner ein Blockierelement, das in dem Flammenkanal angeordnet ist und Gas und Blockierflamme leitet, enthalten.
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Das Blockierungselement kann als mehrschichtiges Metallgitter oder als mehrschichtiges Leitblech zum Abkühlen der Flamme ausgebildet sein.
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Das Energiespeichersystem kann ferner einen zweiten Kühlkanal aufweisen, der zwischen den gestapelten Batteriemodulen ausgebildet und mit dem Kühlkanal verbunden ist.
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Jedes der Batteriemodule kann einen Vorsprung aufweisen, der aus einer oberen Oberfläche oder einer unteren Oberfläche davon herausragt, und der zweite Kühlkanal kann in einem Raum zwischen den Batteriemodulen, die durch den Vorsprung voneinander beabstandet sind, ausgebildet sein.
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Der Vorsprung kann neben einer Kante des Batteriemoduls angeordnet sein und kann linear in einer Richtung orthogonal zu einer Längenrichtung der sekundären Batteriezellen angeordnet sein.
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Das Batteriemodul kann eine Zelleneinheit, die die mehreren sekundären Batteriezellen aufnimmt, ein Körperrahmenelement, das die mehreren Zelleneinheiten miteinander kombiniert, und ein Abdeckelement, das mit einer Seite oder beiden Seiten der sekundären Batteriezelle auf dem die Elektrodenlasche angeordnet ist, gekoppelt ist, umfassen, wobei das Abdeckelement zwischen dem Flammenkanal und der Elektrodenlasche angeordnet sein kann und mehrere Durchgangslöcher, durch die Flamme oder Gas strömen, aufweist.
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Die Zelleneinheit kann ein Zellenträgerelement, das die sekundäre Batteriezelle auf einem Seitenflächenabschnitt davon aufnimmt, und ein Gehäuseelement, das eine Seitenfläche der sekundären Batteriezelle umgibt und mit dem Zellenträgerelement gekoppelt ist, umfassen.
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Das Gehäuse kann ferner eine obere Abdeckung, die in einem oberen Abschnitt des Modulstapels angeordnet ist, und eine untere Abdeckung, die in einem unteren Abschnitt angeordnet ist, aufweisen.
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Das Gehäuse kann ferner eine dritte Abdeckung, die sich von der zweiten Abdeckung erstreckt und auf einer gegenüberliegenden Seite der ersten Abdeckung angeordnet ist, aufweisen.
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Das Energiespeichersystem kann ferner eine dritte Abdeckung aufweisen, die neben der ersten Abdeckung angeordnet ist und so angeordnet ist, dass sie der anderen Seitenfläche des Modulstapels, auf der die Elektrodenlasche angeordnet ist, gegenüberliegt, wobei sich jede der ersten Abdeckung und der dritten Abdeckung von der zweiten Abdeckung erstrecken kann.
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Figurenliste
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Die obigen und anderen Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird, klarer verstanden, in denen:
- 1 ist ein perspektivisches Diagramm, das ein Batteriemodul gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
- 2 ist ein perspektivisches Explosionsdiagramm, das einen Teil des in 1 dargestellten Batteriemoduls darstellt;
- 3 ist ein perspektivisches Diagramm, das eine Zelleneinheit gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
- 4 ist ein perspektivisches Diagramm, das ein Energiespeichersystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
- 5 ist ein Querschnittsdiagramm entlang der Linie I-I' in 4;
- 6 ist ein Querschnittsdiagramm entlang der Linie II-II' in 4;
- 7 ist ein vergrößertes Diagramm, das den in 6 dargestellten Abschnitt P darstellt;
- 8 ist ein Querschnittsdiagramm entlang der Linie III-III' in 4; und
- 9 ist ein vergrößertes Querschnittsdiagramm, das den in 6 dargestellten Abschnitt Q darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wie folgt beschrieben. Die beispielhafte Ausführungsform kann jedoch auf verschiedene Arten implementiert werden und ist nicht auf die hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt. Auch Abbildungen von Elementen, die nichts mit der Erläuterung der vorliegenden Offenbarung zu tun haben, werden in den Zeichnungen weggelassen, um die vorliegende Offenbarung klar zu erklären. In der gesamten Beschreibung werden ähnliche Bezugszeichen für ähnliche Elemente verwendet.
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Ein singulärer Begriff umfasst eine Pluralform, sofern er nicht absichtlich so geschrieben ist, und dieselben Elemente werden durch dieselben Bezugszeichen angezeigt.
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1 ist ein perspektivisches Diagramm, das ein Batteriemodul gemäß einer beispielhaften Ausführungsform darstellt. 2 ist ein explodiertes perspektivisches Diagramm, das einen Teil des in 1 dargestellten Batteriemoduls darstellt. 3 ist ein perspektivisches Diagramm, das eine Zelleneinheit gemäß einer beispielhaften Ausführungsform darstellt.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen kann das Batteriemodul in der beispielhaften Ausführungsform eine Zelleneinheit 10, die mehrere sekundäre Batteriezellen C, ein Körperrahmenelement 20, das eine Vielzahl der Zelleneinheiten 10 integriert, eine vordere Abdeckung 25, und ein Deckelement 30 umfassen.
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Die sekundäre Batteriezelle C kann in der Zelleneinheit 10 untergebracht sein, und zu diesem Zweck kann die Zelleneinheit 10 ein Zellenträgerelement 11 und ein Gehäuseelement 12 enthalten.
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Das Zellenträgerelement 11 kann einen Raum bereitstellen, in dem die sekundäre Batteriezelle C untergebracht ist. Insbesondere kann ein Sitzabschnitt mit einer Nutform, die einer Form der sekundären Batteriezelle C entspricht, auf beiden Oberflächen des Zellenträgerelements 11 angeordnet sein. Dementsprechend kann die sekundäre Batteriezelle C in den Sitzabschnitt, der auf beiden Oberflächen des Zellenträgerelements 11 ausgebildet ist, eingeführt werden und kann mit dem Zellenträgerelement 11 gekoppelt sein.
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In der beispielhaften Ausführungsform kann das Zellenträgerelement 11 vier sekundäre Batteriezellen C aufnehmen, zwei sekundäre Batteriezellen pro Oberfläche. Eine beispielhafte Ausführungsform davon ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Das Gehäuseelement 12 kann mit dem Zellenträgerelement 11 durch Umgeben der Seitenfläche der sekundären Batteriezelle C gekoppelt sein. Zu diesem Zweck kann das Gehäuseelement 12 eine „⊏“ -Form aufweisen. Dementsprechend kann das Gehäuseelement 12 in den oberen und unteren Abschnitten des Zellenträgerelements 11, mit dem die sekundäre Batteriezelle C verbunden ist, in das Zellenträgerelement 11 eingeführt und mit diesem gekoppelt sein.
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Das Zellenträgerelement 11 kann mit dem Gehäuseelement 12 gekoppelt sein, und dementsprechend kann ein anderer Teil der sekundären Batteriezelle C als der Elektrodenlaschen-E-Abschnitt in einem Raum, der durch das Zellenträgerelement 11 und das Gehäuseelement 12 gebildet wird, angeordnet sein.
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Die Elektrodenlasche E der sekundären Batteriezelle C kann außerhalb des Zellenträgerelements 11 freigelegt sein. Eine Sammelschiene B kann an der Elektrodenlasche E befestigt sein. Die sekundäre Batteriezelle C kann über die Sammelschiene B elektrisch mit einer externen Einheit verbunden sein.
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Das Körperrahmenelement 20 kann die Vielzahl von Zelleneinheiten 10 als ein einzelnes Batteriemodul 1 ganzheitlich kombinieren.
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Das Körperrahmenelement 20 kann eine Kastenform, in der die mehreren Zelleneinheiten 10 untergebracht sind, aufweisen, oder kann einen stabförmigen Rahmen, in dem die mehreren Zelleneinheiten 10 miteinander verbunden sind, aufweisen.
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In der beispielhaften Ausführungsform kann das Körperrahmenelement 20 mehrere Wellen, die das Zellenträgerelement 11 durchdringen, und ein Schließelement, das an beiden Enden der Welle befestigt ist und verhindert, dass sich die Zelleneinheit bewegt, umfassen. Beispielsweise kann das Körperrahmenelement 20 in der beispielhaften Ausführungsform ein Befestigungselement wie eine Mutter und einen Bolzen enthalten, aber eine beispielhafte Ausführungsform davon ist nicht darauf beschränkt.
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Die vordere Abdeckung 25 kann eine Abdeckung sein, die auf einer Oberfläche des Batteriemoduls 1 angeordnet ist, die durch das Körperrahmenelement 20 gekoppelt ist, und kann aus einem hitzebeständigen Metallmaterial gebildet sein.
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Die vordere Abdeckung 25 kann angeordnet sein, um eine gesamte Oberfläche des Batteriemoduls 1 abzudecken.
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Außerdem können Verbindungselemente wie ein Verbinder an der vorderen Abdeckung 25 angeordnet sein, um die Zelleneinheit 10 elektrisch mit einer externen Einheit zu verbinden.
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Wenn mehrere Batteriemodule 1 gestapelt sind, kann die vordere Abdeckung 25 eine Seitenfläche des Energiespeichersystems, wie in 4 dargestellt, bilden.
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Das Abdeckelement 30 kann mit dem Körperrahmenelement 20 oder dem Zellenträgerelement 11 gekoppelt sein, um eine Seite der sekundären Batteriezelle C, auf der die Elektrodenlasche E angeordnet ist, zu blockieren. Dementsprechend kann das Abdeckelement 30 in einer Position gegenüber der Elektrodenlasche E angeordnet sein und eine Seitenfläche des Batteriemoduls 1 bilden.
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Das Abdeckelement 30 kann mehrere Durchgangslöcher 32 enthalten. Das Durchgangsloch 32 kann als Durchgang verwendet werden, durch den eine Flamme oder ein Gas außerhalb des Batteriemoduls abgegeben wird, wenn eine Flamme in der sekundären Batteriezelle C erzeugt wird. Dementsprechend können mehrere Durchgangslöcher 32 gleichmäßig über das Abdeckelement 30 angeordnet sein.
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Wenn das Durchgangsloch 32 nicht in dem Abdeckelement 30 vorgesehen ist, kann es schwierig sein, eine Flamme außerhalb des Batteriemoduls 1 zu entladen, und in diesem Fall kann die Flamme leicht auf eine andere benachbarte sekundäre Batteriezelle übertragen werden
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Um das obige Problem anzugehen, kann das Abdeckelement 30 in der beispielhaften Ausführungsform ein Durchgangsloch 32 aufweisen, und dementsprechend kann eine Flamme durch das Durchgangsloch 32 gehen und in Richtung des Flammenkanals F1 ausgebildet sein. Das Durchgangsloch 32 kann auch eine Funktion zum Führen der Flamme zum Flammenkanal F1 bereitstellen.
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Das Abdeckelement 30 kann aus einem Material gebildet sein, das durch Wärme nicht leicht verformt wird, da das Abdeckelement 30 der Flamme standhalten sollte. Dementsprechend ist ein Material des Abdeckelements 30 nicht auf ein bestimmtes Material beschränkt, und jedes Material, das durch Hochtemperaturwärme nicht leicht geschmolzen oder verformt wird, kann als Material des Abdeckelements 30 verwendet werden.
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Da das, wie oben konfigurierte Batteriemodul 1 die sekundäre Batteriezelle C mit dem Gehäuseelement 12 abdeckt, können die meisten Flammen in eine Richtung gerichtet sein, in der die Elektrodenlasche E der sekundären Batteriezelle C angeordnet ist. Dementsprechend kann das Energiespeichersystem in der beispielhaften Ausführungsform einen Flammenkanal in der Richtung aufweisen, in der die Elektrodenlasche E angeordnet ist.
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In der folgenden Beschreibung wird ein Energiespeichersystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform beschrieben.
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4 ist ein perspektivisches Diagramm, das ein Energiespeichersystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform darstellt. 5 ist ein Querschnittsdiagramm entlang der Linie I-I' in 4. 6 ist ein Querschnittsdiagramm entlang der Linie II-II' in 4.
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7 ist ein vergrößertes Diagramm, das den in 6 dargestellten Abschnitt P zeigt. 8 ist ein Querschnittsdiagramm entlang der Linie III-III' in 4. 9 ist ein vergrößertes Querschnittsdiagramm, das den in 6 dargestellten Abschnitt Q darstellt.
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Bezugnehmend auf die Zeichnungen kann das Energiespeichersystem 100 in der beispielhaften Ausführungsform einen Modulstapel 2, in dem mehrere der zuvor genannten Batteriemodule 1 gestapelt sind, und ein Gehäuse 150, zum Aufnehmen des Modulstapels 2, umfassen.
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Das Gehäuse 150 kann eine obere Abdeckung 120, die mit einem oberen Abschnitt des Modulstapels 2 verbunden ist, eine untere Abdeckung 130, die mit einem unteren Abschnitt verbunden ist, und eine Seitenabdeckung 110, die angeordnet ist, um eine Seitenfläche des Modulstapels 2 abzudecken, umfassen.
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Mehrere Batteriemodule 1 können in vertikaler Richtung gestapelt und in dem Gehäuse 150 untergebracht sein. In diesem Fall können mehrere Batteriemodule 1 so gestapelt sein, dass die Elektrodenlaschen E in die gleiche Richtung gerichtet sein können.
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Das Batteriemodul 1 in der beispielhaften Ausführungsform kann eine sekundäre Batteriezelle C, in der die Elektrodenlaschen E in beide Richtungen angeordnet sind, umfassen. Dementsprechend können die Elektrodenlaschen E so angeordnet sein, dass sie in zwei entgegengesetzte Richtungen gerichtet sind.
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Dementsprechend kann das Gehäuse 150 die erste und dritte Abdeckung 110a und 110c, die so angeordnet sind, dass sie einer Seitenfläche des Modulstapels 2, auf der die Elektrodenlasche E angeordnet ist, gegenüberliegen und eine zweite Abdeckung 110b, die die erste Abdeckung 110a mit der dritten Abdeckung 110c verbindet, umfassen. Dementsprechend kann sich die dritte Abdeckung 110c von der zweiten Abdeckung 110b erstrecken und kann auf einer gegenüberliegenden Seitenfläche der ersten Abdeckung 110a angeordnet sein.
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Hier kann die zweite Abdeckung 110b so angeordnet sein, dass sie einer Seitenfläche des Modulstapels 2, auf der die Elektrodenlasche E nicht angeordnet ist, gegenüberliegt. Dementsprechend kann in der beispielhaften Ausführungsform die Seitenabdeckung 110 eine „⊏“ -Form haben.
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Insbesondere können die erste Abdeckung 110a, die zweite Abdeckung 110b und die dritte Abdeckung 110c, die die Seitenabdeckung 110 sind, durch Biegen einer einzelnen Metallplatte gebildet werden. Beispielsweise kann eine einzelne Metallplatte als die erste Abdeckung 110a und die dritte Abdeckung 110c, die nebeneinander angeordnet sind, und die zweite Abdeckung 110b, die die erste Abdeckung 110a mit der dritten Abdeckung 110c auf einer Seite verbindet, indem sie gebogen wird, um eine „⊏“ -Form zu haben, ausgebildet sein.
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Wenn die Seitenabdeckung, wie oben konfiguriert ist, kann ein Spalt gebildet werden, der durch ein Kopplungselement gebildet sein kann, das mit einem Abschnitt verbunden ist, bei dem die erste Abdeckung 110a mit der zweiten Abdeckung 110b verbunden ist und ein Trank, bei dem die zweite Abdeckung 110b mit der dritten Abdeckung 110c oder durch Schweißfehler verbunden ist, nicht gebildet werden kann. Somit kann verhindert werden, dass Flamme oder Gas von außen durch die verbundenen Abschnitte abgegeben werden.
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Eine beispielhafte Ausführungsform davon ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Wenn die Seitenabdeckung in einer „⊏“-Form ausgebildet ist, kann, wenn das Gehäuse 150 in der beispielhaften Ausführungsform mit dem Modulstapel 2 kombiniert wird, eine Oberfläche des Modulstapels 2 außerhalb eines Gehäuses 150 freigelegt werden.
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Wie oben beschrieben, kann eine aus einem Metallmaterial gebildete vordere Abdeckung 25 auf einer Oberfläche des freiliegenden Modulstapels 2 angeordnet sein. Dementsprechend können die erste Abdeckung 110a und die dritte Abdeckung 110c mit der vorderen Abdeckung 25 des Modulstapels 2 kombiniert werden.
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In diesem Fall kann, wenn ein Spalt in dem Abschnitt gebildet wird, an dem die erste Abdeckung 110a, die dritte Abdeckung 110c und die vordere Abdeckung 25 kombiniert sind, eine Flamme oder Rauch von außen durch den Spalt austreten. Dementsprechend können die erste Abdeckung 110a, die dritte Abdeckung 110c und die vordere Abdeckung 25 fest miteinander verbunden sein, so dass der Spalt möglicherweise nicht gebildet wird.
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Zu diesem Zweck können die erste Abdeckung 110a und die dritte Abdeckung 110c eine Sperrwand 115, die mit dem Modulstapel 2 in Kontakt steht, aufweisen.
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Die Sperrwand 115 kann entlang des Abschnitts gebogen sein, an dem die erste Abdeckung 110a, die dritte Abdeckung 110c und die vordere Abdeckung 25 kombiniert sind und mit dem Modulstapel 2 in Kontakt stehen können.
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Dementsprechend kann die Blockierwand 115 als Element zum Trennen des Flammenkanals F1 fungieren, und die Flamme des Flammenkanals F1 kann nicht durch die Blockierwand 115 der vorderen Abdeckung 25 ausgesetzt sein.
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Die erste Abdeckung 110a und die dritte Abdeckung 110c können um einen vorbestimmten Abstand von dem Modulstapel 2 beabstandet sein. Zu diesem Zweck kann mindestens ein Abstandshalter 180 auf Innenflächen der ersten Abdeckung 110a und der dritten Abdeckung 110c angeordnet sein, wie in 5 dargestellt.
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Der Abstandshalter 180 kann zwischen der ersten Abdeckung 110a und dem Modulstapel 2 und zwischen der dritten Abdeckung 110c und dem Modulstapel 2 angeordnet sein und kann einen Abstand zwischen dem Modulstapel 2 und der ersten und dritten Abdeckung 110a und 110c aufrechterhalten.
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Der Abstandshalter 180 kann durch Biegen einer Metallplatte gebildet werden, aber eine beispielhafte Ausführungsform davon ist nicht darauf beschränkt. Der Abstandshalter 180 kann variiert werden und besteht aus verschiedenen Materialien, solange der Abstandshalter 180 es ermöglicht, dass die erste Abdeckung 110a und die 110c von dem Batteriemodul 1 beabstandet sind und für einen wesentlichen Zeitraum einer Flamme standhalten.
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In der beispielhaften Ausführungsform kann, da die erste Abdeckung 110a und die dritte Abdeckung 110c von dem Modulstapel 2 beabstandet sind, der zwischen dem Gehäuse 150 und dem Modulstapel 2 gebildete Raum als Durchgang F1 (nachstehend als Flammendurchgang bezeichnet), der eine Flamme induzieren kann, arbeiten.
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Wie oben beschrieben, wird in dem Batteriemodul 1 in der beispielhaften Ausführungsform, wenn eine Flamme in der sekundären Batteriezelle C erzeugt wird, die Flamme nur zur Seite der Elektrodenlasche E diffundiert. Die Diffusion der Flamme kann hauptsächlich durch das Abdeckelement 30 blockiert werden, aber die Flamme, die sich außerhalb des Abdeckelements 30 durch das Durchgangsloch 32 des Abdeckelements 30 ausbreitet, kann sich nur auf den Flammenkanal F1, der zwischen der ersten Abdeckung 110a und die dritte Abdeckung 110c, und den Modulstapel 2 vorgesehen ist, ausbreiten.
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Die in den Flammenkanal F1 ausgebreitete Flamme kann durch den Flammenkanal F1 auf einen oberen Abschnitt (Pfeilrichtung in 6) des Energiespeichersystems 100 gerichtet sein. Daher kann verhindert werden, dass sich die Flamme auf das andere Batteriemodul 1 ausbreitet.
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Um zu verhindern, dass die Flamme außerhalb des Energiespeichersystems 100 ausgesetzt wird, kann in der Zwischenzeit mindestens ein Blockierungselement 170 in dem Flammenkanal F1 vorgesehen sein.
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In der beispielhaften Ausführungsform kann das Blockierungselement 170 an einer obersten Endseite des Flammenkanals F1 angeordnet und aus einem Metallgitter gebildet sein. Das Maschennetz kann einen feinmaschigen Filter bilden und die Flamme blockieren, und nur Gas oder Rauch durchlassen.
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Daher kann die Flamme, die sich in den Flammenkanal F1 ausbreitet, durch das Blockierungselement 170 vollständig daran gehindert werden, sich außerhalb des Energiespeichersystems 100 außerhalb des Energiespeichersystems 100 auszubreiten.
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Eine Auslassöffnung 125 zum Ablassen von Gas oder Rauch kann in der oberen Abdeckung 120, die mit dem oberen Abschnitt des Modulstapels 2 gekoppelt ist, vorgesehen sein. Die Auslassöffnung 125 kann in einer Position angeordnet sein, die dem Flammenkanal F1 entspricht.
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Währenddessen kann in der beispielhaften Ausführungsform das Blockierungselement 170 nur auf der obersten Endseite des Flammenkanals F1 angeordnet sein, aber eine beispielhafte Ausführungsform davon ist nicht darauf beschränkt, und das Blockierungselement 170 kann zusätzlich, falls gewünscht, in verschiedenen Positionen im Flammenkanal F1, angeordnet sein.
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In der beispielhaften Ausführungsform ist das Blockierungselement 170 auch nicht auf ein Maschennetz beschränkt, und das Blockierungselement 170 kann auch durch eine Schallwand, in der Platten mit mehreren Löchern in mehreren Schichten vorgesehen sind, implementiert werden. Das Blockierungselement 170 kann variiert werden, solange das Blockierungselement 170 Rauch und Gas abgeben kann und gleichzeitig die Ausbreitung der Flamme blockieren kann.
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Das Energiespeichersystem 100 in der beispielhaften Ausführungsform kann auch Kühlkanäle C1 und C2 umfassen.
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Die Kühlkanäle C1 und C2 können als unabhängige Kanäle, die vollständig vom Flammenkanal F1 getrennt sind, konfiguriert sein.
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Die Kühlkanäle C1 und C2 in der beispielhaften Ausführungsform können den ersten Kühlkanal C1, der zwischen dem Gehäuse 150 und dem Modulstapel 2 vorgesehen ist, und den zweiten Kühlkanal C2, der in dem Modulstapel 2, zwischen den Batteriemodulen 1, vorgesehen ist, umfassen.
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Der erste Kühlkanal C1 kann als Raum zwischen der zweiten Abdeckung 110b und dem Modulstapel 2 ausgebildet sein. Dementsprechend kann die zweite Abdeckung 110b um einen vorbestimmten Abstand von dem Modulstapel 2 beabstandet sein.
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In der beispielhaften Ausführungsform kann ein Abstandshalter nicht zwischen der zweiten Abdeckung 110b und dem Modulstapel 2 angeordnet sein, aber eine beispielhafte Ausführungsform davon ist nicht darauf beschränkt, und ein Abstandshalter kann, abhängig von der Größe der zweiten Abdeckung 110b, zwischen der zweiten Abdeckung 110b und dem Modulstapel 2 angeordnet sein.
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Das Gehäuse 150 in der beispielhaften Ausführungsform kann teilweise gebogen sein, um eine Trennwand 160 zu bilden, um den ersten Kühlkanal C1, wie in 5 dargestellt, zu bilden.
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Die Trennwand 160 kann entlang eines Abschnitts ausgebildet sein, in dem die erste Abdeckung 110a mit der zweiten Abdeckung 110b verbunden ist, und eines Abschnitts, in dem die dritte Abdeckung 110c mit der zweiten Abdeckung 110b verbunden ist. Die Trennwand 160 kann so konfiguriert sein, dass sie mit dem Modulstapel 2 in Kontakt steht, wenn das Gehäuse 150 mit dem Modulstapel 2 kombiniert wird.
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Dementsprechend kann die Trennwand 160 als Element zum Trennen des ersten Kühlkanals C1 vom Flammenkanal F1 fungieren, und die Flamme des Flammenkanals F1 kann sich durch die Trennwand 160 nicht auf der Seite des ersten Kühlkanals C1 ausbreiten.
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Wenn die Trennwand 160 durch Biegen einer einzelnen Metallplatte wie oben gebildet wird, können der erste Kühlkanal C1 und der Flammenkanal F1 mit nur einer einzelnen Metallplatte ohne ein separates Element gebildet werden, so dass der Herstellungsprozess vereinfacht werden kann und die Herstellungskosten reduziert werden können.
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Der zweite Kühlkanal C2 kann als Raum zwischen den gestapelten Batteriemodulen 1 ausgebildet sein. Wie in 8 dargestellt, kann in dem Energiespeichersystem 100 in der beispielhaften Ausführungsform ein Raum zwischen den zwei gestapelten Batteriemodulen 1 gebildet sein und kann als der zweite Kühlkanal C2 verwendet werden.
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Zu diesem Zweck kann das Batteriemodul 1 einen Vorsprung 40 auf einer oberen Oberfläche und einen Einführabschnitt 50 auf einer unteren Oberfläche aufweisen, wie in 9 dargestellt.
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Durch den Vorsprung 40 kann jedes der gestapelten Batteriemodule 1 um einen vorbestimmten Abstand in einer Stapelrichtung voneinander beabstandet sein, und der Raum zwischen den Batteriemodulen 1 kann als zweiter Kühlkanal C2 verwendet werden.
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In der beispielhaften Ausführungsform kann der Vorsprung 40 linear entlang einer Richtung orthogonal zu einer Längenrichtung der sekundären Batteriezellen C ausgebildet sein und von einer oberen Oberfläche des Batteriemoduls 1 um einen bestimmten Abstand nach oben vorstehen. Wenn die Batteriemodule 1 vertikal gestapelt sind, kann der Einführabschnitt 50 auch als Nut ausgebildet sein, in die mindestens ein Teil des Vorsprungs 40 eingeführt ist. Daher kann der Einführabschnitt 50 in einer Position gegenüber dem Vorsprung 40 angeordnet sein, wenn die Batteriemodule 1 vertikal gestapelt sind.
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Bezugnehmend auf 2 können in der beispielhaften Ausführungsform zwei Vorsprünge 40 nebeneinander mit der Kante in der Nähe der Kante neben der Elektrodenlasche E der oberen Oberflächen des Batteriemoduls 1 angeordnet sein. In ähnlicher Weise können auch zwei Einführabschnitte 50 nebeneinander angeordnet sein, wobei die Kante neben der Elektrodenlasche E auf der Unterseite des Batteriemoduls 1 liegt.
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Dementsprechend kann der zweite Kühlkanal C2 als ein Raum zwischen den zwei Vorsprüngen 40 oder den zwei Einführabschnitten 50 ausgebildet sein und kann von einem Raum getrennt sein, in dem die Elektrodenlaschen E der sekundären Batteriezellen C angeordnet sind.
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Eine Seite des zweiten Kühlkanals C2 kann mit dem ersten Kühlkanal C1 verbunden sein. Die andere Seite davon kann mit einem externen Abschnitt des Energiespeichersystems 100 verbunden sein. Dementsprechend kann Luft außerhalb des Energiespeichersystems 100 durch den zweiten Kühlkanal C2 in das Energiespeichersystem 100 strömen, kann sich durch den ersten Kühlkanal C1 zu einem oberen Abschnitt oder einem unteren Abschnitt des Energiespeichersystems 100 bewegen und es extern aus dem Energiespeichersystem 100 entladen werden. Zur effizienten Kühlung kann ein Kühlgebläse in einem oberen Abschnitt des ersten Kühlkanals C1 vorgesehen sein.
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In der beispielhaften Ausführungsform können der Vorsprung 40 und der Einführabschnitt 50 auf dem Zellträgerelement 11 angeordnet sein. Eine beispielhafte Ausführungsform davon ist jedoch nicht darauf beschränkt, und der Vorsprung 40 und der Einführabschnitt 50 können variiert werden, indem sie als separate Elemente angeordnet und mit dem Batteriemodul 1 kombiniert werden.
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In der beispielhaften Ausführungsform kann der Vorsprung 40 auf der oberen Oberfläche des Batteriemoduls 1 angeordnet sein und der Einführabschnitt 50 kann auf der unteren Oberfläche angeordnet sein, aber eine beispielhafte Ausführungsform davon ist nicht darauf beschränkt. Der Vorsprung 40 kann auf einer unteren Oberfläche des Batteriemoduls 1 angeordnet sein, und der Einführabschnitt 50 kann auf einer oberen Oberfläche des Batteriemoduls 1 angeordnet sein.
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Außerdem kann der Einsteckabschnitt 50 nicht vorgesehen sein, und das Batteriemodul 1 kann so konfiguriert sein, dass es nur den Vorsprung 40 enthält. In diesem Fall kann ein anderes Element zum Ausrichten der gestapelten Batteriemodule 1 hinzugefügt werden.
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In dem Energiespeichersystem 100 in der, wie oben konfigurierten, beispielhaften Ausführungsform kann, selbst wenn ein Brand in der Sekundärbatteriezelle C auftritt, da die Kühlkanäle C1 und C2 vollständig vom Flammenkanal F1 getrennt sind, verhindert werden, dass sich das Feuer über die Kühlkanäle C1 und C2 auf eine andere Sekundärbatteriezelle C ausbreitet.
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Da das Abdeckelement 30 auf der Elektrodenlasche E-Seite des Batteriemoduls 1 angeordnet ist, um Flamme, Gas und Rauch in den Flammenkanal F1 zu induzieren, kann auch die Ausbreitung der Flamme auf eine andere sekundäre Batteriezelle C verringert werden.
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Durch Bereitstellen des Flammenkanals F1 und des Blockierungselements 170 kann sich die Flamme auch nur durch den Flammenkanal F1 in dem Gehäuse ausbreiten, wenn ein Brand auftritt, und es kann verhindert werden, dass sich die Flamme durch das Blockierungselement 170 außerhalb des Gehäuses 150 ausbreitet. Selbst wenn in einem der Energiespeichersysteme 100 ein Brand auftritt, kann dementsprechend verhindert werden, dass sich die Flamme auf das andere Energiespeichersystem 100 ausbreitet.
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Da die Flamme oder das Gas in einer gewünschten Richtung durch den Flammenkanal F1 induziert werden kann, kann das Energiespeichersystem 100 auch mit einer Zufuhr- und Abgasvorrichtung und Feuerlöschanlagen verbunden sein.
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Da die Flamme und das Gas Wärme durch die Seitenabdeckung 110 oder das Blockierungselement 170 abgeben können, kann auch die Möglichkeit der Ausbreitung von Feuer, die durch die Temperatur der Wärme verursacht wird, durch die Kühlung verringert werden.
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Da die „⊏“-förmige Seitenabdeckung so konfiguriert ist, dass sie fest mit der Frontabdeckung des Batteriemoduls 1 kombiniert ist, kann auch verhindert werden, dass die Flamme zur Seite der Frontabdeckung austritt, und selbst wenn ein äußerer Stoß auftritt, kann die Gehäusestruktur fest erhalten bleiben.
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Gemäß der vorgenannten beispielhaften Ausführungsform kann in dem Energiespeichersystem, da der Kühlkanal vollständig vom Flammenkanal getrennt ist, selbst wenn ein Brand in der Sekundärbatteriezelle auftritt, die Ausbreitung des Feuers auf eine andere Sekundärbatteriezelle durch den Kühlkanal verhindert werden.
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Während die beispielhaften Ausführungsformen oben dargestellt und beschrieben wurden, wird es dem Fachmann klar sein, dass Modifikationen und Variationen vorgenommen werden könnten, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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