DE102021130354A1 - Batteriesystem, system zur handhabung von batteriepacks und elektrolytabsaugung und nachfüllstation - Google Patents

Batteriesystem, system zur handhabung von batteriepacks und elektrolytabsaugung und nachfüllstation Download PDF

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Meinan HE
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Abstract

Ein Batteriesystem umfasst ein Gehäuse mit einer ersten und einer zweiten Hauptwand, die einander gegenüberliegen, einer Umfangswand, die die erste und die zweite Hauptwand entlang ihrer jeweiligen Umfänge verbindet, und einem Innenraum, der durch die erste und die zweite Hauptwand und die Umfangswand definiert ist, wobei das Gehäuse so konfiguriert ist, dass es eine Anodenanordnung, eine Kathodenanordnung und einen Elektrolyten in dem Innenraum enthält. In der Umfangswand ist eine Längsprägung ausgebildet, die sich vom Innenraum nach außen und entlang gegenüberliegender benachbarter Abschnitte des ersten und zweiten Umfangs erstreckt. In der Umfangswand ist eine Wandöffnung definiert, die in Fluidverbindung mit dem Innenraum steht, wobei die Wandöffnung so konfiguriert ist, dass der Elektrolyt durch sie hindurch in den und aus dem Innenraum fließen kann. Erste und zweite Elektroden erstrecken sich durch die Umfangswand und sind für eine elektrische Verbindung mit der Anodenanordnung bzw. der Kathodenanordnung konfiguriert.

Description

  • EINFÜHRUNG
  • Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf Batteriesysteme, Systeme zur Handhabung von Batteriepacks und Elektrolytentnahme- und Nachfüllstationen für Batteriesysteme.
  • Batterien werden immer häufiger in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, unter anderem in Kraftfahrzeugen. Die meisten Batterien beruhen auf chemischen Reaktionen innerhalb der Batteriezellen, um Strom zu erzeugen und/oder elektrische Ladung zu speichern. Bei Batterien auf chemischer Basis entstehen jedoch gasförmige Nebenprodukte wie Kohlendioxid und Ethen, und die in den Batterien verwendeten Chemikalien können sich mit dem Alter verschlechtern, wodurch ihre Fähigkeit, elektrischen Strom zu erzeugen und/oder elektrische Energie zu speichern, abnimmt.
  • Es ist gängige Praxis, Batterien in vorgeschriebenen Intervallen zu ersetzen oder wenn die Leistung einer Batterie unter ein bestimmtes Niveau fällt. Dieser Ansatz kann jedoch für den Eigentümer teuer und für die Lieferkette eine Belastung sein.
  • BESCHREIBUNG
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Batteriesystem ein im Allgemeinen prismatisches Gehäuse mit einer ersten und einer zweiten Hauptwand, die einander gegenüberliegen und jeweils einen ersten und einen zweiten Umfang aufweisen, einer Umfangswand, die die erste und die zweite Hauptwand entlang des ersten und des zweiten Umfangs verbindet, und einem Innenraum, der durch die erste und die zweite Hauptwand und die Umfangswand definiert ist, wobei das Gehäuse so konfiguriert ist, dass es eine Anodenanordnung, eine Kathodenanordnung und einen Elektrolyten enthält, die betriebsmäßig im Innenraum angeordnet sind. In der Umfangswand ist eine Längsprägung ausgebildet, die sich vom Innenraum nach außen und entlang gegenüberliegender benachbarter Abschnitte des ersten und zweiten Umfangs erstreckt. In der Umfangswand ist eine Wandöffnung definiert, die in Fluidverbindung mit dem Innenraum steht, wobei die Wandöffnung so konfiguriert ist, dass der Elektrolyt durch sie hindurch in den und aus dem Innenraum fließen kann. Erste und zweite Elektroden erstrecken sich durch die Umfangswand und sind für eine elektrische Verbindung mit der Anodenanordnung bzw. der Kathodenanordnung konfiguriert.
  • Jede der ersten und zweiten Hauptwände kann im Allgemeinen rechteckig sein, wobei jede eine entsprechende Breite und eine entsprechende Höhe hat, die kleiner als die entsprechende Breite ist, wobei die Längsprägung eine Länge hat, die sich entlang der entsprechenden Höhen erstreckt. Die Batterieanordnung kann ferner die bereits erwähnte Anodenanordnung, die Kathodenanordnung und den Elektrolyten umfassen, die im Inneren des Gehäuses funktionsfähig angeordnet sind. Die Längsprägung kann eine Leitung an einer Innenseite davon definieren, wobei die Leitung so konfiguriert ist, dass sie den Fluss eines Gasnebenprodukts durch sie hindurch ermöglicht.
  • Das Batteriesystem kann ferner einen Verteiler mit einem inneren Kanal und einer Vielzahl von Anschlussstücken umfassen, die jeweils in Fluidverbindung mit dem inneren Kanal stehen, wobei jedes der Anschlussstücke so konfiguriert ist, dass es mit dem Wandanschluss verbunden werden kann, um einen Fluss des Elektrolyten zwischen dem inneren Kanal des Verteilers und dem Inneren des Gehäuses zu ermöglichen. Das Batteriesystem kann ferner umfassen: (i) die Anodenanordnung, die Kathodenanordnung und den Elektrolyten, die betriebsmäßig im Inneren des Gehäuses angeordnet sind, wobei die erste und die zweite Elektrode elektrisch mit der Anodenanordnung bzw. der Kathodenanordnung verbunden sind; (ii) eine Gasbehandlungseinrichtung, die betriebsmäßig mit dem Verteiler verbunden ist, um Gasnebenprodukt aus dem Inneren des Gehäuses aufzunehmen und/oder zu filtern, wobei der Verteiler betriebsmäßig mit dem Gehäuse verbunden ist; und (iii) eine Nachfüllöffnung, die operativ mit dem Verteiler verbunden ist, um Elektrolyt aus dem Inneren des Gehäuses zu evakuieren und um Elektrolyt in das Innere des Gehäuses einzuführen, wobei die Nachfüllöffnung für eine befestigbare Ausdehnung durch eine Gehäusewand eines Gehäuses konfiguriert ist, wobei das Gehäuse so konfiguriert ist, dass es das Gehäuse, den Verteiler und den Gashandler enthält.
  • Das Batteriesystem kann ferner eine erste Leitung, die den Verteiler und den Gashandler betriebsmäßig verbindet, ein erstes Ventil, das in der ersten Leitung angeordnet und so konfiguriert ist, dass es den Durchfluss durch die erste Leitung öffnet und schließt, eine zweite Leitung, die den Verteiler und den Nachfüllanschluss betriebsmäßig verbindet, und ein zweites Ventil, das in der zweiten Leitung angeordnet und so konfiguriert ist, dass es den Durchfluss durch die zweite Leitung öffnet und schließt, umfassen. Das Batteriesystem kann auch umfassen: (i) eine Muffenabdeckung mit einer umlaufenden Wand, die ein Plenum umgibt und darin definiert, einer Öffnung in der umlaufenden Wand, die durch eine Lippe um die Öffnung herum definiert ist, und einem Gasanschluss und einem Flüssigkeitsanschluss, die jeweils in der umlaufenden Wand definiert sind, wobei der Gasanschluss in Fluidverbindung mit dem Plenum steht und wobei der Flüssigkeitsanschluss einen inneren Verbindungsabschnitt aufweist, der innerhalb des Plenums angeordnet ist und zum Koppeln mit dem Nachfüllanschluss konfiguriert ist, wenn die Muffenabdeckung über dem Nachfüllanschluss platziert ist, wobei die Lippe in abgedichtetem Eingriff mit einer Außenfläche der Gehäusewand steht; (ii) eine erste Pumpe, die betriebsmäßig mit dem Gasanschluss verbunden und so konfiguriert ist, dass sie den Gasanschluss ansaugt; und (iii) eine zweite Pumpe, die betriebsmäßig mit dem Flüssigkeitsanschluss verbunden und so konfiguriert ist, dass sie den Flüssigkeitsanschluss ansaugt. Zusätzlich kann das Batteriesystem eine dritte Leitung, die den Gasanschluss und die erste Pumpe operativ verbindet, und eine vierte Leitung, die den Flüssigkeitsanschluss und die zweite Pumpe operativ verbindet, umfassen.
  • Das Batteriesystem kann ferner einen Gasnebenprodukttank umfassen, der so konfiguriert ist, dass er Gasnebenprodukte von der ersten Pumpe über eine fünfte Leitung aufnimmt, die die erste Pumpe und den Gasnebenprodukttank operativ verbindet, und einen Behälter für verbrauchten Elektrolyt, der so konfiguriert ist, dass er Elektrolyt von der zweiten Pumpe über eine sechste Leitung aufnimmt, die die zweite Pumpe und den Behälter für verbrauchten Elektrolyt operativ verbindet. Das Batteriesystem kann auch einen Frischelektrolyttank umfassen, der für die Zufuhr von Elektrolyt zum Flüssigkeitsanschluss konfiguriert ist, wobei die zweite Pumpe funktionsfähig mit dem Flüssigkeitsanschluss und/oder dem Frischelektrolyttank verbunden ist und weiter konfiguriert ist, um zu bewirken, dass Elektrolyt aus dem Frischelektrolyttank zum Flüssigkeitsanschluss gepumpt wird. Alternativ kann das Batteriesystem auch einen Frischelektrolyttank umfassen, der für die Zufuhr von Elektrolyt zum Flüssigkeitsanschluss konfiguriert ist, sowie eine dritte Pumpe, die betriebsmäßig mit dem Flüssigkeitsanschluss und/oder dem Frischelektrolyttank verbunden und so konfiguriert ist, dass sie das Pumpen von Elektrolyt aus dem Frischelektrolyttank zum Flüssigkeitsanschluss bewirkt. Das Batteriesystem kann zusätzlich einen Sammler/Tester umfassen, der zur Aufnahme und/oder zum Testen einer Elektrolytprobe aus dem Gehäuse konfiguriert ist, wobei der Sammler/Tester betriebsmäßig mit mindestens einem der Flüssigkeitsanschlüsse, der vierten Leitung, der sechsten Leitung und der zweiten Pumpe verbunden ist.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst ein Handhabungssystem für Batteriepacks für ein Kraftfahrzeug, das ein äußeres Karosserieblech aufweist und ein Batteriepack trägt, einen Gashandler, der für die Aufnahme von Gasnebenprodukten aus dem Batteriepack konfiguriert ist, eine erste Leitung, die für die Beförderung des Gasnebenprodukts von dem Batteriepack zu dem Gashandler konfiguriert ist, eine Nachfüllöffnung, die so konfiguriert ist, dass sie sich durch die äußere Körperplatte hindurch erstreckt und mit dem Batteriepack verbunden werden kann (wobei die Nachfüllöffnung so konfiguriert ist, dass sie Elektrolyt aus dem Batteriepack evakuiert und Elektrolyt in das Batteriepack einführt), und eine zweite Leitung, die so konfiguriert ist, dass sie Elektrolyt zwischen dem Batteriepack und der Nachfüllöffnung befördert. Der Gashandler kann so konfiguriert sein, dass er oberhalb des Batteriepacks angeordnet ist, und der Gashandler kann ferner so konfiguriert sein, dass er das von dem Batteriepack erhaltene Gasnebenprodukt filtert.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst eine Elektrolytevakuierungs- und Nachfüllstation zur Wartung eines an Bord eines Kraftfahrzeugs mitgeführten Batteriesatzes, wobei das Kraftfahrzeug einen Nachfüllanschluss aufweist, der betriebsmäßig mit dem Batteriesatz verbunden ist und sich durch ein äußeres Karosserieblech erstreckt: (i) eine Muffenabdeckung mit einer umlaufenden Wand, die ein Plenum umgibt und darin definiert, einer Öffnung in der umlaufenden Wand, die durch eine Lippe um die Öffnung definiert ist, und einem Gasanschluss und einem Flüssigkeitsanschluss, die jeweils in der umlaufenden Wand definiert sind, wobei der Gasanschluss in Fluidverbindung mit dem Plenum steht und wobei der Flüssigkeitsanschluss einen inneren Verbindungsabschnitt aufweist, der in dem Plenum angeordnet und zum Koppeln mit dem Nachfüllanschluss konfiguriert ist, wenn die Muffenabdeckung über dem Nachfüllanschluss platziert ist, wobei die Lippe in abgedichtetem Eingriff mit der äußeren Karosserieplatte steht; (ii) eine erste Pumpe, die betriebsmäßig mit dem Gasanschluss verbunden und so konfiguriert ist, dass sie den Gasanschluss ansaugt; (iii) eine zweite Pumpe, die betriebsmäßig mit dem Flüssigkeitsanschluss verbunden ist und so konfiguriert ist, dass sie einen Sog und/oder Druck auf den Flüssigkeitsanschluss ausübt; (iv) einen Tank für Gasnebenprodukte, der betriebsmäßig mit einem ersten Auslass der ersten Pumpe verbunden ist und so konfiguriert ist, dass er Gasnebenprodukte von dem Batteriepack über den Nachfüllanschluss und die erste Pumpe aufnimmt; (v) einen Tank für verbrauchten Elektrolyt, der betriebsmäßig mit einem zweiten Auslass der zweiten Pumpe verbunden ist und so konfiguriert ist, dass er Elektrolyt von dem Batteriepack über den Nachfüllanschluss und die zweite Pumpe aufnimmt; und (vi) einen Frischelektrolyttank, der so konfiguriert ist, dass er Elektrolyt zu dem Flüssigkeitsanschluss liefert.
  • Die zweite Pumpe kann betriebsmäßig mit dem Flüssigkeitsanschluss und/oder dem Frischelektrolyttank verbunden sein und kann ferner so konfiguriert sein, dass sie bewirkt, dass Elektrolyt aus dem Frischelektrolyttank zum Flüssigkeitsanschluss gepumpt wird. Die Station zum Entleeren und Nachfüllen von Elektrolyt kann ferner eine dritte Pumpe umfassen, die mit dem Flüssigkeitsanschluss und/oder dem Frischelektrolyttank in Wirkverbindung steht und so konfiguriert ist, dass sie das Pumpen von Elektrolyt aus dem Frischelektrolyttank in den Flüssigkeitsanschluss bewirkt. Die Station zum Entleeren und Nachfüllen von Elektrolyt kann ferner einen Sammler/Tester umfassen, der zum Aufnehmen und/oder Testen einer Elektrolytprobe aus dem Batteriepack konfiguriert ist, wobei der Sammler/Tester betriebsmäßig mit mindestens einem von dem Flüssigkeitsanschluss, dem vierten Kanal, dem sechsten Kanal und der zweiten Pumpe verbunden ist.
  • Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehre sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung einiger der besten Modi und anderer Ausführungsformen zur Durchführung der vorliegenden Lehre, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leicht ersichtlich.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Ansicht einer Konfiguration eines Batteriesystems.
    • 2 ist eine schematische Vorderansicht einer anderen Konfiguration eines Batteriesystems.
    • 3 ist eine schematische Draufsicht auf das Batteriesystem von 2.
    • 4 ist eine schematische Querschnittsansicht des Batteriesystems von 2 von oben, gesehen entlang der Linie 4-4.
    • 5-6 sind schematische Querschnitts-Seitenansichten des Batteriesystems von 2-3, gesehen entlang der Linien 5-5 bzw. 6-6.
    • 7 ist eine schematische Seitenansicht des Batteriesystems der 2-3.
    • 8 ist eine schematische Vorderansicht einer weiteren Konfiguration eines Batteriesystems.
    • 9 ist eine schematische perspektivische Ansicht des ersten und zweiten Umfangs des Batteriesystems von 8.
    • 10 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Batteriesystems mit einem Verteiler.
    • 11 ist eine schematische Querschnitts-Seitenansicht des Verteilers von 10.
    • 12 ist eine schematische Ansicht eines Batteriesatz-Handhabungssystems für ein Kraftfahrzeug.
    • 13 ist ein Blockdiagramm eines Probensammlers und/oder -prüfers und möglicher Anschlusspunkte innerhalb einer Elektrolytentnahme- und Nachfüllstation.
    • 14-17 sind schematische Ansichten der ersten bis vierten Konfiguration einer Elektrolyt-Entleerungs- und Nachfüllstation.
    • 18 ist eine schematische Querschnitts-Seitenansicht einer Muffenabdeckung zur Verwendung in einer Elektrolyt-Entleerungs- und Nachfüllstation.
    • 19 ist eine schematische Darstellung eines Batteriesystems, eines Systems zur Handhabung von Batteriepaketen und einer Station zum Entleeren und Nachfüllen von Elektrolyt für ein Kraftfahrzeug.
    • 20-21 sind schematische Frontansichten von zwei alternativen Konfigurationen eines Batteriesystems.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Ziffern gleiche Teile in den verschiedenen Ansichten bezeichnen, werden hier ein Batteriesystem 20, ein Batteriesatz-Handhabungssystem 100 für ein Kraftfahrzeug 10 und eine Elektrolyt-Evakuierungs- und Nachfüllstation 200 zur Wartung eines an Bord eines Kraftfahrzeugs 10 mitgeführten Batteriesatzes 20 gezeigt und beschrieben. Beachten Sie, dass die Begriffe „Batteriesystem“ und „Batteriesatz“, einschließlich einzelner oder mehrerer Zellen, hier manchmal austauschbar verwendet werden können. Ferner ist zu beachten, dass bestimmte Bezugszahlen in den Zeichnungen tiefgestellt sind, wie z. B. die Längsprägungen 42FH und 42PH in den 1-4, 7-8 und 10. In den Zeichnungen und in der vorliegenden Beschreibung werden tiefgestellte Ziffern verwendet, um einzelne Elemente und/oder eine bestimmte Art von Elementen zu bezeichnen, während sich die Verwendung von Bezugsziffern ohne tiefgestellte Ziffern auf die Gesamtgruppe solcher Elemente und/oder auf ein einzelnes, aber allgemeines Element dieser Art beziehen kann. So bezieht sich die Bezugszahl 42FH auf ein bestimmtes einzelnes Prägeelement oder eine bestimmte Art von Prägeelement, während sich die Bezugszahl 42 (ohne den tiefgestellten Index) auf alle Prägeelemente, die Gruppe von Prägeelementen oder ein einzelnes, aber allgemeines Prägeelement (d. h. ein beliebiges Prägeelement) beziehen kann.
  • 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Konfiguration eines Batteriesystems 20, und 2 zeigt eine schematische Vorderansicht einer anderen Konfiguration eines Batteriesystems 20. Man beachte, dass die hier gezeigten Konfigurationen zwei verschiedene Anordnungen von Längsprägungen 42 aufweisen, die im Folgenden näher beschrieben werden. Darüber hinaus zeigt 3 eine schematische Draufsicht auf das Batteriesystem 20 von 2, 4 eine schematische Querschnitt-Draufsicht auf das Batteriesystem 20 von 2, gesehen entlang der Linie 4-4, 5-6 zeigen schematische Querschnitt-Seitenansichten des Batteriesystems 20 von 2-3, gesehen entlang der Linien 5-5 bzw. 6-6, und 7 zeigt eine schematische Seitenansicht des Batteriesystems 20 von 2-3. Ferner zeigt 8 eine schematische Vorderansicht einer weiteren Konfiguration eines Batteriesystems 20, und 9 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des ersten und zweiten Umfangs 30, 32 des Batteriesystems 20 von 8.
  • Gemäß den gezeigten Konfigurationen umfasst das Batteriesystem 20 ein allgemein prismatisches Gehäuse 22 mit einer ersten Hauptwand 24 und einer gegenüberliegenden zweiten Hauptwand 26, wobei die erste und die zweite Hauptwand 24, 26 jeweils einen ersten und einen zweiten Umfang 30, 32 aufweisen. Eine Umfangswand 28 erstreckt sich zwischen der ersten und der zweiten Hauptwand 24, 26 und verbindet die erste und die zweite Hauptwand 24, 26 entlang und um die gesamte Ausdehnung des ersten und des zweiten Umfangs 30, 32. (Das heißt, die erste Hauptwand 24 ist mit der Umfangswand 28 entlang des ersten Umfangs 30 verbunden, und die zweite Hauptwand 26 ist mit der Umfangswand 28 entlang des zweiten Umfangs 32 verbunden). Das Gehäuse 22 kann beispielsweise die Form eines rechteckigen Prismas haben, bei dem die erste und die zweite Hauptwand 24, 26 im Allgemeinen flach und parallel zueinander sind, wobei jede die gleiche Größe und die gleiche im Allgemeinen rechteckige Form wie die andere hat. In einer solchen Anordnung hätten der erste und der zweite Umfang 30, 32 im Allgemeinen die gleiche rechteckige Form und Größe wie jeder andere, und die Umfangswand 28 würde die erste und die zweite Hauptwand 24, 26 an ihrem jeweiligen ersten und zweiten Umfang 30, 32 miteinander verbinden und so einen geschlossenen Behälter (d. h. das Gehäuse 22) bilden. In dieser rechtwinkligen prismatischen Anordnung können die erste und die zweite Hauptwand 24, 26 als Vorder- bzw. Rückwand 23, 25 und die Umfangswand 28 als vier aneinandergrenzende Umfangswände oder -flächen, wie z. B. gegenüberliegende obere und untere Flächen 27, 29 und gegenüberliegende linke und rechte Flächen 31, 33, betrachtet werden. In alternativen Anordnungen können die erste und die zweite Hauptwand 24, 26 kreisförmig, ellipsoidisch oder als Rechteck mit abgerundeten Ecken geformt sein. In jedem Fall definieren die Umfänge 30, 32 eine Umfangsrichtung um das Gehäuse 22; man kann also sagen, dass sich die Umfangswand 28 in Umfangsrichtung um das Gehäuse 22 erstreckt. (Beachten Sie, dass der richtungsbezogene Gebrauch des Wortes „um“ hier je nach Kontext „entlang“, „entlang der Länge von“, „mit“, „um“ und/oder „in derselben Hauptrichtung wie“ bedeuten kann).
  • Ein Innenraum 34 wird durch und innerhalb der ersten und zweiten Hauptwand 24, 26 und der Umfangswand 28 definiert, wobei das Gehäuse 22 so konfiguriert ist, dass es eine Anodenanordnung 36, eine Kathodenanordnung 38 und einen Elektrolyten 40 enthält oder beherbergt, die funktionsfähig im Innenraum 34 angeordnet sind. Eine Zwischenschicht 37 (z. B. ein Polymerseparator) kann optional zwischen den Anoden- und Kathodenanordnungen 36, 38 angeordnet sein, wobei der Elektrolyt 40 die Anoden- und Kathodenanordnungen 36, 38 und die optionale Zwischenschicht 37 durchdringt.
  • Eine oder mehrere Längserhebungen oder Vorsprünge 42 sind in und entlang der Umfangswand 28 ausgebildet, so dass jede Erhebung 42 sich vom Innenraum 34 nach außen erstreckt oder vorsteht und sich entlang und zwischen gegenüberliegenden benachbarten Abschnitten 44, 46 des ersten und zweiten Umfangs 30, 32 erstreckt. Diese Prägungen 42 werden als „längs“ bezeichnet, weil sich jede von ihnen über eine gewisse Länge in Umfangsrichtung um die Umfänge 30, 32 und die Umfangswand 28 erstreckt, wodurch jede Prägung 42 eine längliche lineare Form erhält, deren Länge viel größer ist als ihre Dicke. Die längliche Prägung 42 kann eine Leitung oder einen Kanal 54 auf einer Innenseite 56 der Prägung 42 definieren, wobei die Leitung 54 so konfiguriert ist, dass sie den Fluss eines Gasnebenprodukts 58 durch sie hindurch ermöglicht, wie weiter unten beschrieben.
  • Die Längsprägungen 42 können verschiedene Formen und Konfigurationen annehmen, wobei in den Zeichnungen mehrere beispielhafte Konfigurationen dargestellt sind. Beispielsweise zeigen die und Längsprägungen 42FH in „voller Höhe“, deren Längen L42FH sich über die gesamte Höhe eines Gehäuses 22 erstrecken, so dass jedes Ende jeder Längsprägung 42FH in einer entsprechenden Endfläche 43 endet, die bündig mit der benachbarten Ober- oder Unterseite 27, 29 ist. Alternativ dazu zeigen die „teilhohe“ Längsprägungen 42PH, deren Längen L42PH sich über den größten Teil der Höhe eines Gehäuses 22, aber nicht über dessen gesamte Höhe erstrecken, wobei sich jedes Ende jeder Längsprägung 42PH verjüngt, um mit der umgebenden flachen Oberfläche der Umfangswand 28 bündig zu werden. (Es ist zu beachten, dass die Bezugszahl 42 hier verwendet werden kann, um sich entweder auf die volle Höhe oder auf die teilweise Höhe der Längsprägungen 42FH, 42PH zu beziehen, und dass die Bezugszahl L42 verwendet werden kann, um sich auf eine oder beide der jeweiligen Längen L42FH, L42PF der vollen Höhe und der teilweisen Höhe der Längsprägungen 42FH, 42PH zu beziehen.) In einigen Konfigurationen kann jede der ersten und zweiten Hauptwände 24, 26 allgemein rechteckig sein, wobei jede Wand 24, 26 eine jeweilige Breite W24, W26 und eine jeweilige Höhe H24, H26 hat, die kleiner als die jeweilige Breite W24, W26 ist (d.h. H24<W24 und H26<W26), wobei jede der einen oder mehreren Längsprägungen 42 eine jeweilige Länge L42 hat, die sich entlang (d.h. in derselben Richtung wie) einer oder beider der jeweiligen Höhen H24, H26 erstreckt.
  • 8 zeigt eine schematische Vorderansicht einer weiteren Konfiguration eines Batteriesystems 20, das ein „Hybrid“ der in den 1 und 10 gezeigten Konfiguration und der anderen in den 2-7 gezeigten Konfiguration ist, und 9 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des ersten und zweiten Umfangs 30, 32 dieser Hybridkonfiguration. Genauer gesagt hat die Hybridkonfiguration von 8 eine halbhohe Längsprägung 42PH auf ihrer linken Seite und eine Längsprägung 42FH in voller Höhe auf ihrer rechten Seite, wobei 9 die verschiedenen Abmessungen der Wände 24, 26 und der Prägungen 42 der Konfiguration zeigt. Man beachte, dass der erste Umfang 30 (gestrichelt dargestellt) eine rechteckige Form mit einer Breite W24 und einer Höhe H24 hat, und dass der zweite Umfang 32 (gestrichelt dargestellt und hinter dem ersten Umfang 30) die gleiche rechteckige Größe und Form hat wie der erste Umfang 30, mit einer Breite W26 und einer Höhe H26. Da beide Begrenzungen 30, 32 die gleiche Größe und rechteckige Form haben, ist W24= W26 und H24= H26.
  • Die 20 und 21 zeigen schematische Vorderansichten von zwei alternativen Konfigurationen eines Batteriesystems 20. In diesen beiden Konfigurationen hat das Gehäuse 22 eine allgemein rechteckige, prismatische Form, bei der die Umfangswand 28 vier „Ecken“ hat (die durch das Zusammentreffen der oberen, unteren, linken und rechten Flächen 27, 29, 31, 33 gebildet werden), und die Längsprägungen 42 erstrecken sich oder wickeln sich um die beiden unteren Ecken. In 20 beispielsweise erstrecken sich die Längsprägung(en) 42 kontinuierlich entlang von Teilen der linken und rechten Oberfläche 31, 33 und entlang der gesamten Bodenfläche 29, mit einer „Teilhöhen-Umschlingungs“-Prägung 42PHW auf jeder der linken und rechten Oberfläche 31, 33 und einer „Vollbreiten-Umschlingungs“-Prägung 42FWW auf der Bodenfläche 29. Und in 21 erstrecken sich die Längsprägung(en) 42 durchgehend über die gesamte linke und rechte Fläche 31, 33 und die gesamte Bodenfläche 29, mit einer „Rundum“-Prägung 42FHW in voller Höhe auf jeder der linken und rechten Flächen 31, 33 und einer „Rundum“-Prägung 42FWW in voller Breite auf der Bodenfläche 29. Jede dieser Konfigurationen kann als drei einzelne Längsprägungen 42 angesehen werden, die sich an den beiden unteren Ecken treffen, oder als eine durchgehende Prägung 42, die sich um die beiden unteren Ecken wickelt. Obwohl in den Zeichnungen nicht dargestellt, können eine oder mehrere Längsprägungen 42 auch in der oberen Fläche 27 ausgebildet sein.
  • Die Längsprägung 42FH in voller Höhe auf der rechten Seite der hybriden Konfiguration erstreckt sich entlang und zwischen (und in gleicher Ausdehnung mit) den jeweiligen ersten und zweiten rechtsseitigen Abschnitten 44R, 46R, wie auf den rechten Seiten der 8-9 dargestellt. Man beachte, dass die Bezugszahl H44RF die Höhe des ersten rechtsseitigen Abschnitts 44R des ersten Umfangs 30 darstellt, der als auf der rechten Vorderseite des Gehäuses 22 befindlich angesehen werden kann und der sich über die gesamte Höhe H24 der ersten (vorderen) Hauptwand 24 erstreckt. In ähnlicher Weise stellt die Bezugszahl H46RB die Höhe des zweiten rechtsseitigen Abschnitts 46R des zweiten Umfangs 32 dar, der sich auf der rechten hinteren Seite des Gehäuses 22 befindet und sich über die gesamte Höhe H26 der zweiten (hinteren) Hauptwand 26 erstreckt. Hier ist H44RF=H46RB, wobei jede dieser Höhen H44RF, H46RB auch gleich der Länge L42FH der Prägung 42FH in voller Höhe auf der rechten Seite des Gehäuses 22 ist, wobei sich die Prägung 42FH über die volle Höhe H24, H26 beider Wände 24, 26 erstreckt.
  • Andererseits erstreckt sich die teilweise hohe Längsprägung 42PH auf der linken Seite der hybriden Konfiguration entlang und zwischen (und in gleicher Ausdehnung mit) den jeweiligen ersten und zweiten linksseitigen Abschnitten 44L, 46L des ersten und zweiten Umfangs 30, 32, wie auf den linken Seiten der 8-9 dargestellt. Man beachte, dass die Bezugszahl H44LF die Höhe des ersten linken Abschnitts 44L des ersten Umfangs 30 darstellt, der sich auf der linken Vorderseite des Gehäuses 22 befindet und sich über einen Teil der (d. h. weniger als) die volle Höhe H24 der ersten (vorderen) Hauptwand 24 erstreckt. In ähnlicher Weise steht die Bezugszahl H46LB für die Höhe des zweiten linken Abschnitts 46L des zweiten Umfangs 32, der sich auf der linken Rückseite des Gehäuses 22 befindet und sich über einen Teil der (d. h. weniger als) die volle Höhe H26 der zweiten (hinteren/rückwärtigen) Hauptwand 26 erstreckt. Hier ist H44LF = H46LB, wobei jede dieser Höhen H 44LF, H 46LB auch der Länge L42PH der teilweise hohen Prägung 42PH auf der linken Seite des Gehäuses 22 entspricht, wobei sich die Prägung 42PH über einen Teil der (d. h. weniger als) der vollen Höhe H24, H26 beider Wände 24, 26 erstreckt.
  • Es ist zu beachten, dass die Hybridkonfiguration in den 8-9 zwar eine teilweise hohe Längsprägung 42PH auf der linken Seite und eine vollständig hohe Längsprägung 42FH auf der rechten Seite zeigt, die Positionen dieser Prägungen 42PH, 42FH jedoch umgekehrt sein können. Auch kann ein Ende einer teilweisen Längsprägung 42PH bündig mit einer oberen oder unteren Fläche 27, 29 des Gehäuses 22 abschließen. Die Zeichnungen zeigen zwar jeweils eine Längsprägung 42 auf der linken und der rechten Seite oder Fläche 31, 33, es können jedoch auch zwei oder mehr Längsprüfungen 42 auf der einen oder der anderen oder beiden Seiten oder Flächen 31, 33 vorhanden sein. In jeder Konfiguration oder Anordnung des Gehäuses 22 und des Batteriesystems 20 erstreckt sich jede Längsprägung 42 entlang und zwischen (und in gleicher Ausdehnung mit) gegenüberliegenden benachbarten Abschnitten 44, 46 des ersten und zweiten Umfangs 30, 32 der ersten und zweiten Hauptwand 24, 26.
  • Eine Wandöffnung 48 ist in der Umfangswand 28 ausgebildet und erstreckt sich durch diese hindurch und steht in Fluidverbindung mit dem Innenraum 34 des Gehäuses 22. Wie in den Zeichnungen dargestellt, kann die Wandöffnung 48 beispielsweise in der oberen Fläche 27 ausgebildet sein und optional näher an einer Seite (z. B. der linken Fläche 31) als an der anderen Seite angeordnet sein. Die Wandöffnung 48 ist so konfiguriert, dass der flüssige Elektrolyt 40 durch sie hindurchfließen kann, z. B. um den Elektrolyt 40 in den Innenraum 34 zu leiten, um das Gehäuse 22 zu füllen, und um den Elektrolyt 40 aus dem Innenraum 34 zu leiten, um das Gehäuse 22 teilweise oder vollständig zu evakuieren oder zu entleeren. Die Wandöffnung 48 kann auch in Fluidverbindung mit den jeweiligen Leitungen oder Kanälen 54 der einen oder mehreren Längserhebungen 42 angeordnet sein, so dass die Leitung(en) 54 den Fluss des gasförmigen Nebenprodukts 58 durch sie hindurch ermöglichen. Das heißt, das Gasnebenprodukt 58, das von den Anoden-/Kathodenanordnungen 36, 38 erzeugt wird, kann entlang der Leitung(en) 54 und durch die Wandöffnung 48 entlüftet und somit aus dem Gehäuse 22 abgeleitet werden. In einigen Konfigurationen kann ein Hohlraum 57 entlang der Oberseite des Innenraums 34 über den Anoden-/Kathodenanordnungen 36, 38 vorgesehen sein, so dass der Hohlraum 57 einen Fluidweg (d.h., Auf diese Weise kann das Gasnebenprodukt 58 entlang der Längsprägungen 42 sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite des Gehäuses 22 befördert und dann durch die Wandöffnung 48 und aus dem Gehäuse 22 heraus befördert werden.
  • Zusätzlich zu dem Wandanschluss 48 erstrecken sich auch eine erste und eine zweite Elektrode 50, 52 durch die Umfangswand 28, wobei die erste Elektrode 50 für eine elektrische Verbindung mit einer Anodenanordnung 36 konfiguriert ist, die operativ im Innenraum 34 angeordnet ist, und wobei die zweite Elektrode 52 für eine elektrische Verbindung mit einer Kathodenanordnung 38 konfiguriert ist, die ebenfalls operativ im Innenraum 34 angeordnet ist. Wie in 6 dargestellt, kann sich ein erster Abschnitt 51 der ersten Elektrode 50 in den Innenraum 34 erstrecken und elektrisch mit der Anodenanordnung 36 verbunden sein, und ein zweiter Abschnitt 53 der zweiten Elektrode 52 kann sich in den Innenraum 34 erstrecken und elektrisch mit der Kathodenanordnung 38 verbunden sein. Die Batterieanordnung 20 kann ferner die oben erwähnte Anodenanordnung 36, die Kathodenanordnung 38 und den Elektrolyten 40 umfassen, die im Innenraum 34 des Gehäuses 22 angeordnet sind, zusammen mit einer optionalen Zwischenschicht 37, die zwischen der Anoden- und der Kathodenanordnung 36, 38 liegt. Wie bereits erwähnt, können die Anoden- und Kathodenanordnungen 36, 38 und die optionale Zwischenschicht 37 so konfiguriert und angeordnet sein, dass sie von dem flüssigen Elektrolyten 40 durchdrungen werden. Die Anoden- und Kathodenanordnungen 36, 38 und die optionale Zwischenschicht 37 können im Innenraum 34 gestapelt, gerollt oder auf andere Weise zueinander angeordnet werden.
  • Wie in den 10-11 dargestellt, kann das Batteriesystem 20 ferner einen Verteiler 60 umfassen, der für die Verbindung mit mehreren Gehäusen 22 konfiguriert ist und somit ein mehrzelliges Batteriepaket 20 bildet (wobei jedes Gehäuse 22 eine einzelne Batteriezelle umfasst). Der Verteiler 60 hat einen Hauptkörper 61 mit einem inneren Kanal 62 darin und einer Vielzahl von Anschlussstücken 64, die jeweils in Fluidverbindung mit dem inneren Kanal 62 stehen. Die Anschlussstücke 64 können so konfiguriert sein, dass sie abdichtend mit den Wandanschlüssen 48 mehrerer Gehäuse 22 verbunden werden können, um einen Fluss des Elektrolyten 40 zwischen dem inneren Kanal 62 des Verteilers 60 und den Innenräumen 34 der Gehäuse 22 zu ermöglichen. Die Anschlussstücke 64 und der innere Kanal 62 können auch so konfiguriert sein, dass sie das Gasnebenprodukt 58 von den Anschlussstücken 64 (d.h. von jedem der an den Anschlussstücken 64 befestigten Gehäuse 22) zu einer Kupplung 65 befördern, die in Fluidverbindung mit dem inneren Kanal 62 steht und die so konfiguriert ist, dass sie mit einer ersten Leitung D1 (die weiter unten näher erläutert wird) abdichtbar verbunden ist. Es ist zu beachten, dass ein „Kanal“, wie er hier verwendet wird, ein Rohr, eine Röhre, eine Leitung oder einen anderen allgemein geschlossenen Durchgang für den Transport von Fluiden wie Gasen oder Flüssigkeiten umfassen kann.
  • 12 zeigt ein schematisches Diagramm des Batteriesystems 20, das außerdem eine Gasbehandlungsvorrichtung 66 umfasst, die betriebsmäßig mit dem Verteiler 60 verbunden ist, um Gasnebenprodukte 58 aus dem Innenraum 34 jedes Gehäuses 22 aufzunehmen und/oder zu filtern, das betriebsmäßig mit dem Verteiler 60 verbunden ist. Der Gashandler 66 kann mit der Kupplung 65 des Verteilers 60 über eine erste Leitung D1 betriebsmäßig verbunden sein, so dass der Gashandler 66 das gasförmige Nebenprodukt 58 über die erste Leitung D1 aufgrund des durch das gasförmige Nebenprodukt 58 aufgebauten Drucks „passiv“ aufnehmen kann, und/oder so dass der Gashandler 66 das gasförmige Nebenprodukt 58 über die erste Leitung D1 „aktiv“ aufnehmen kann, indem er einen Sog erzeugt, der das gasförmige Nebenprodukt 58 in den Gashandler 66 zieht. Der Gashandler 66 kann so konfiguriert sein, dass er das gasförmige Nebenprodukt 58 speichert, und/oder er kann so konfiguriert sein, dass er das gasförmige Nebenprodukt 58 an ein Behältnis oder eine andere Vorrichtung weiterleitet. Das Batteriesystem 20 kann ferner eine Nachfüllöffnung 68 umfassen, die funktionell mit dem Verteiler 60 verbunden ist, um Elektrolyt 40 aus dem Inneren 34 der Gehäuse 22 zu evakuieren (d.h. um verbrauchten Elektrolyt 40 ganz oder teilweise aus den Gehäusen 22 zu entleeren) und um Elektrolyt 40 in das Innere 34 der Gehäuse 22 einzuführen (d.h. um die Gehäuse 22 ganz oder teilweise mit frischem Elektrolyt 40 zu füllen). Die Nachfüllöffnung 68 kann so konfiguriert sein, dass sie sich durch eine Gehäusewand 12 eines Gehäuses 14 (z. B. durch ein äußeres Karosserieblech 12 eines Kraftfahrzeugs 10 oder durch eine Außenwand 12 eines Gebäudes 14) hindurch erstrecken kann, wobei das Gehäuse 14 so konfiguriert ist, dass es das Gehäuse 22, den Verteiler 60 und den Gasbehandler 66 innerhalb des Gehäuses 14 enthält. Die Nachfüllöffnung 68 kann ein inneres und ein äußeres rohrförmiges Teil 68IT, 68OT umfassen, die durch innere und äußere Flansche 68IF, 68OF an den inneren und äußeren Oberflächen 16, 18 der Gehäusewand 12 gehalten werden können, wobei ein Kanal 69 durch die Nachfüllöffnung 68 definiert ist, um Elektrolyt 40 und/oder Gasnebenprodukt 58 hindurchzubefördern. Die Nachfüllöffnung 68 kann auch eine Abdeckung oder eine andere Vorrichtung (nicht dargestellt) zum Schließen und Öffnen des Kanals 69 und der Nachfüllöffnung 68 enthalten, so dass, wenn der Kanal 69 offen ist, Flüssigkeiten hindurchfließen können, und wenn der Kanal geschlossen ist, der Fluss von Flüssigkeiten durch ihn verhindert wird. (Beachten Sie, dass ein „Fluid“ hier eine Flüssigkeit, ein Gas oder eine Kombination davon sein kann). Das Batteriesystem 20 kann ferner die erste Leitung D1, die den Verteiler 60 und die Gasbehandlungseinrichtung 66 betriebsmäßig verbindet, ein erstes Ventil V, das in der ersten Leitung D11 angeordnet und so konfiguriert ist, dass es den Strom des gasförmigen Nebenprodukts 58 durch die erste Leitung D1 öffnet und schließt, eine zweite Leitung D2, die den Verteiler 60 und die Nachfüllöffnung 68 betriebsmäßig verbindet, und ein zweites Ventil V2, das in der zweiten Leitung D2 angeordnet und so konfiguriert ist, dass es den Strom des Elektrolyts 40 und/oder des gasförmigen Nebenprodukts 58 durch die zweite Leitung D2 öffnet und schließt, umfassen.
  • Die zeigen schematische Ansichten einer ersten, zweiten, dritten bzw. vierten Anordnung zusätzlicher Elemente, die in das Batteriesystem 20 integriert werden können. Diese zusätzlichen Elemente können so betrachtet werden, dass sie eine Elektrolytevakuierungs- und Nachfüllstation 200 umfassen, die dem Batteriesystem 20 hinzugefügt, zusammen mit diesem verwendet und/oder als Teil desselben aufgenommen werden kann, wie weiter unten beschrieben. Um das Verständnis dieser vier Anordnungen zu erleichtern, wird nachstehend TABELLE 1 bereitgestellt, die die Ventilzustände (d. h., ob jedes Ventil geöffnet oder geschlossen ist) unter den dritten, vierten, fünften und sechsten Ventilen V3, V4, V5, V6 zeigt und ob jede Konfiguration eingerichtet ist, um die Gehäuse 22 von flüssigem Elektrolyt 40 zu evakuieren oder die Gehäuse 22 mit flüssigem Elektrolyt 40 zu füllen.
  • TABELLE 1
  • Ventilzustände in den vier Konfigurationen der 14-17
    Ven til Erste Konfiguration ( ) Zweite Pumpe/1-Weg (Keine dritte Pumpe) Zweite Konfiguration ( ) Zweite Pumpe/2-Wege (Keine dritte Pumpe) Dritte Konfiguration ( ) Zweite Pumpe/1 - Weg + Dritte Pumpe/Saugen Vierte Konfiguration ( ) Zweite Pumpe/1-Weg + Dritte Pumpe/Druck
    Evakuier en Füllen Evakuier en Füllen Evakuier en Füllen Evakuier en Füllen
    V3 Offen Geschlos sen - - Offen Geschlos sen Offen Geschlos sen
    V4 Offen Geschlos sen Offen Geschlos sen - - - -
    V5 Geschlos sen Offen Geschlos sen Offen Geschlos sen Offen Geschlos sen Offen
    V6 Geschlos sen Offen - - - - - -
  • Wie in den 14-17 gezeigt, kann das Batteriesystem 20 ferner eine Muffenabdeckung 70, eine erste Pumpe 86 und eine zweite Pumpe 88 umfassen. Die Muffenabdeckung 70 (in 18 in einer schematischen Querschnittsansicht dargestellt) kann eine umlaufende Wand 72 aufweisen, die ein Plenum oder eine Kammer 74 darin umgibt und definiert, eine Öffnung 76 in der umlaufenden Wand 72, die durch eine Lippe 78 um die Öffnung 76 definiert ist, und einen Gasanschluss 80 und einen Flüssigkeitsanschluss 82, die jeweils in der umlaufenden Wand 72 definiert sind. Die Umhüllungswand 72 kann beispielsweise aus einem flexiblen elastomeren Material bestehen, das gegenüber dem flüssigen Elektrolyten 40 chemisch beständig ist, und kann optional in einer faltenbalgartigen Form gestaltet sein. Der Gasanschluss 80 und der Flüssigkeitsanschluss 82 können sich jeweils abdichtend durch die Umhüllungswand 72 erstrecken, wobei ein oder mehrere optionale Verstärkungselemente 85 auf einer oder beiden Seiten der Umhüllungswand 72 angeordnet sind, um die Anschlüsse 80, 82 an Ort und Stelle zu halten, die Anschlüsse 80, 82 gegen Gas- oder Flüssigkeitsleckagen um die Anschlüsse 80, 82 abzudichten und die Anschlüsse 80, 82 für wiederholte Verwendung zu verstärken. Der Gasanschluss 80 kann in Fluidverbindung mit dem Plenum 74 angeordnet sein, um Gas durch den Gasanschluss 80 zu leiten, und der Flüssigkeitsanschluss 82 kann so konfiguriert sein, dass Flüssigkeit und Gas durch den Flüssigkeitsanschluss 82 geleitet werden. Der Flüssigkeitsanschluss 82 kann einen inneren Verbindungsabschnitt 84 umfassen, der innerhalb des Plenums 74 angeordnet und zur Kopplung mit dem Nachfüllanschluss 68 (z. B. mit dem äußeren rohrförmigen Abschnitt 68OT des Nachfüllanschlusses 68) konfiguriert ist. Diese Konfiguration kann die Verwendung von zusammenpassenden und ineinander greifenden Merkmalen am inneren Verbindungsabschnitt 84 und am Nachfüllanschluss 68 umfassen, wie z. B. Gewinde, Schnellverbindungsstücke usw.
  • Die Muffenabdeckung 70 kann so konfiguriert werden, dass sie über der Nachfüllöffnung 68 platziert wird, wobei der innere Anschlussabschnitt 84 mit der Nachfüllöffnung 68 verbunden ist und die Lippe 78 in abgedichtetem Eingriff mit einer Außenfläche 18 der Gehäusewand 12 steht. Wenn der innere Verbindungsabschnitt 84 und die Muffenabdeckung 70 auf diese Weise positioniert sind und die Nachfüllöffnung 68 geöffnet ist, können der flüssige Elektrolyt 40 und das gasförmige Nebenprodukt 58 aus den Gehäusen 22 durch den Verteiler 60, die erste und zweite Leitung D1, D2 und die Nachfüllöffnung 68 angesaugt werden und durch die Flüssigkeitsöffnung 82 austreten. Da die umlaufende Wand 72 der Muffenabdeckung 70 die Nachfüllöffnung 68 abdeckt und die Lippe 78 an der Außenfläche 18 der Gehäusewand 12 anliegt, sollte das Plenum 74 in der Lage sein, jegliches austretendes Gasnebenprodukt 58 aufzufangen, das aufgrund einer schlechten Verbindung zwischen dem inneren Verbindungsabschnitt 84 und der Nachfüllöffnung 68 unbeabsichtigt austreten könnte, wobei die Gasöffnung 80 für die Ableitung eines solchen ausgetretenen Gasnebenprodukts 58 zur Verfügung steht.
  • Die erste Pumpe 86 kann betriebsmäßig mit dem Gasanschluss 80 verbunden und so konfiguriert sein, dass sie den Gasanschluss 80 ansaugt, während die zweite Pumpe 88 betriebsmäßig mit dem Flüssigkeitsanschluss 82 verbunden und so konfiguriert sein kann, dass sie den Flüssigkeitsanschluss 82 ansaugt. Das Batteriesystem 20 kann ferner eine dritte Leitung D3 umfassen, die den Gasanschluss 80 und den Einlass 86I der ersten Pumpe 86 miteinander verbindet, sowie eine vierte Leitung D4, die den Flüssigkeitsanschluss 82 und den Einlass 88I der zweiten Pumpe 88 miteinander verbindet. Es ist zu beachten, dass in allen vier Konfigurationen der der Strömungsweg oder die Strömungsrichtung der ersten Pumpe 86 als eine Einwegströmung in Richtung des gestrichelten Pfeils vom Einlass 86I zum Auslass 86O dargestellt ist. In der ersten, dritten und vierten Konfiguration der 14 und 16-17 ist die Strömungsrichtung der zweiten Pumpe 88 jedoch als Einwegströmung (1-Weg) in der durch den gestrichelten Pfeil angegebenen Richtung vom Einlass 88I und vom Auslass 88 oder zweiten Pumpe dargestellt, während in der zweiten Konfiguration von 15 die Strömungsrichtung als Zweiwegströmung (2-Weg) dargestellt ist, was bedeutet, dass die zweite Pumpe 88 wahlweise in eine der beiden Richtungen pumpen kann (d.h., von der ersten Einlass-/Auslassöffnung 88 1 zur zweiten Einlass-/Auslassöffnung 882, oder umgekehrt). Diese 1-Wege- oder 2-Wege-Eigenschaft der zweiten Pumpe 88 ist in der oberen Zeile von TABELLE 1 wiedergegeben.
  • Das Batteriesystem 20 kann ferner einen Gasnebenprodukttank 90 umfassen, der zur Aufnahme des Gasnebenprodukts 58 von der ersten Pumpe 86 über eine fünfte Leitung D5 konfiguriert ist, die den Auslass 86O der ersten Pumpe 86 und den Gasnebenprodukttank 90 operativ verbindet, sowie einen Behälter für verbrauchten Elektrolyt 92, der zur Aufnahme von verbrauchtem Elektrolyt 40 von der zweiten Pumpe 88 über eine sechste Leitung D6 konfiguriert ist, die den Auslass 88O der zweiten Pumpe 88 und den Behälter für verbrauchten Elektrolyt 92 operativ verbindet. Die sechste Leitung D6 kann optional ein viertes Ventil V4 enthalten, wie in den ersten und zweiten Konfigurationen von 14-15 gezeigt.
  • Das Batteriesystem 20 kann auch einen Frischelektrolyttank 94 umfassen, der für die Zufuhr von frischem (unverbrauchtem) Elektrolyt 40 zum Flüssigkeitsanschluss 82 konfiguriert ist. Der Elektrolyt 40 aus dem Frischelektrolyttank 94 kann dem Flüssigkeitsanschluss 82 unter Verwendung der zweiten Pumpe 88 zugeführt werden, wie in den ersten und zweiten Konfigurationen von 14-15 dargestellt, oder unter Verwendung einer dritten Pumpe 96, wie in den dritten und vierten Konfigurationen von 16-17 dargestellt.
  • In den ersten und zweiten Konfigurationen von 14-15 ist die zweite Pumpe 88 betriebsmäßig mit dem Flüssigkeitsanschluss 82 und/oder dem Frischelektrolyttank 94 verbunden und ist ferner so konfiguriert, dass sie bewirkt, dass Elektrolyt 40 aus dem Frischelektrolyttank 94 zum Flüssigkeitsanschluss 82 gepumpt wird. In der ersten Konfiguration von 14 ist die zweite Pumpe 88 beispielsweise für einen 1-Wege-Durchfluss geeignet, wobei der Einlass 88I der zweiten Pumpe 88 über die vierte Leitung D4 mit dem Flüssigkeitsanschluss 82 und der Auslass 88O der zweiten Pumpe 88 mit der sechsten Leitung D6 in Wirkverbindung steht. Durch selektives Öffnen und Schließen bestimmter Ventile in den Leitungen (wie unten beschrieben) kann die zweite Pumpe 88 dazu verwendet werden, den verbrauchten Elektrolyt 40 aus den Gehäusen 22 in den Behälter für verbrauchten Elektrolyt 92 zu evakuieren und frischen Elektrolyt 40 aus dem Frischelektrolyttank 94 zu den Gehäusen 22 zu fördern. In dieser ersten Konfiguration von 14 verbindet eine siebte Leitung D7 den Frischelektrolyttank 94 mit der vierten Leitung D4 an einer zweiten Verbindungsstelle J2, und eine achte Leitung D8 verbindet die sechste Leitung D6 an einer ersten Verbindungsstelle J1 mit der vierten Leitung D4 an einer dritten Verbindungsstelle J3, wobei ein drittes Ventil V3 zwischen der zweiten und dritten Verbindungsstelle J2, J3 und ein viertes Ventil V4 zwischen der ersten Verbindungsstelle J1 und dem verbrauchten Elektrolytbehälter 92 angeordnet ist. Ein fünftes Ventil V5 kann in der siebten Leitung D7 zwischen der zweiten Verbindungsstelle J2 und dem Behälter für frischen Elektrolyt 94 angeordnet sein, und ein sechstes Ventil V6 kann in der achten Leitung D8 (d. h. zwischen der ersten und der dritten Verbindungsstelle J1, J3) angeordnet sein.
  • Wie in TABELLE 1 angegeben, sind bei der ersten Konfiguration im Modus „Evakuieren“ das dritte und vierte Ventil V3, V4 geöffnet und das fünfte und sechste Ventil V5, V6 geschlossen. Diese Anordnung ermöglicht es, dass der verbrauchte Elektrolyt 40 durch die vierte Leitung D4 und in die zweite Pumpe 88 gesaugt und dann durch die sechste Leitung D6 in den Behälter für verbrauchten Elektrolyt 92 gepumpt wird, während das geschlossene fünfte Ventil V5 jeden Fluss von verbrauchtem Elektrolyt 40 in den Frischelektrolyttank 94 verhindert und das geschlossene sechste Ventil V6 jeden Rückfluss von verbrauchtem Elektrolyt 40 durch die achte Leitung D8 verhindert. Wenn die erste Konfiguration in den Modus „Füllen“ versetzt wird, werden die Einstellungen der Ventile gegenüber dem Modus „Evakuieren“ umgekehrt. Das heißt, dass im Befüllungsmodus das dritte und vierte Ventil V3, V4 geschlossen und das fünfte und sechste Ventil V5, V6 geöffnet sind. Durch diese Anordnung im Füllmodus kann der frische Elektrolyt 40 durch die siebte Leitung D7 zur zweiten Verbindungsstelle J2 und in die zweite Pumpe 88 gesaugt werden (über den Teil der vierten Leitung D4 zwischen der zweiten Verbindungsstelle J2 und dem Einlass 88I der zweiten Pumpe), und dann kann der frische Elektrolyt 40 durch die sechste Leitung D6 bis zur ersten Verbindungsstelle J1, dann durch die achte Leitung D8 und dann durch den Teil der vierten Leitung D4 gepumpt werden, der zwischen der dritten Verbindungsstelle J3 und dem Flüssigkeitsanschluss 82 liegt.
  • Andererseits ist die zweite Pumpe 88 in der zweiten Konfiguration von 15 in der Lage, in zwei Richtungen zu strömen (d. h. in eine von zwei Richtungen). In dieser Konfiguration hat die zweite Pumpe 88 zwei Anschlüsse, von denen jeder ein Einlass oder ein Auslass sein kann, je nach der gewählten Strömungsrichtung. Einer dieser beiden Anschlüsse kann als erster Einlass/Auslass 88 1und der andere als zweiter Einlass/Auslass 88 bezeichnet werden2. Der erste Einlass/Auslass 88I ist über den vierten Kanal D4 mit dem Flüssigkeitsanschluss 82 und der zweite Einlass/Auslass 882 über den sechsten Kanal D6 mit dem verbrauchten Elektrolyttank 92 verbunden. Während in der ersten Konfiguration von 14 der siebte Kanal D7 den Frischelektrolyttank 94 mit dem vierten Kanal D4 an der zweiten Verbindungsstelle J2 verbindet, verbindet in der vorliegenden zweiten Konfiguration von 15 der siebte Kanal D7 den Frischelektrolyttank 94 mit dem sechsten Kanal D6 an der ersten Verbindungsstelle J1 . Ähnlich wie in der ersten Konfiguration kann in der vorliegenden zweiten Konfiguration das vierte Ventil V4 in der sechsten Leitung D6 zwischen der ersten Verzweigung J1 und dem Behälter für verbrauchten Elektrolyt 92 angeordnet sein, und das fünfte Ventil V5 kann in der siebten Leitung D7 angeordnet sein. Wie in TABELLE 1 dargestellt, ist bei der zweiten Konfiguration im Evakuierungsmodus das vierte Ventil V4 geöffnet und das fünfte Ventil V5 geschlossen. (Es ist zu beachten, dass bei der zweiten Konfiguration das dritte oder sechste Ventil V3, V6 nicht verwendet wird). In dieser Anordnung des Evakuierungsmodus kann der verbrauchte Elektrolyt 40 aus dem Flüssigkeitsanschluss 82 über die vierte Leitung D4 in den ersten Einlass/Auslass 881 der zweiten Pumpe 88 gesaugt werden, wobei der verbrauchte Elektrolyt 40 dann über die sechste Leitung D6 in den Behälter für verbrauchten Elektrolyt 92 gepumpt wird. Durch Schließen des fünften Ventils V5 wird verhindert, dass der verbrauchte Elektrolyt 40 über den siebten Kanal D7 in den Frischelektrolyttank 94 gefördert wird. Anschließend kann bei in den Füllmodus geschalteten Ventilzuständen die Strömungsrichtung der zweiten Pumpe 88 umgekehrt werden, so dass frischer Elektrolyt 40 aus dem Frischelektrolyttank 94 über den siebten Kanal D7 in den zweiten Einlass/Auslass 88 angesaugt 2 und anschließend der frische Elektrolyt 40 vom ersten Einlass/Auslass 88 1 über den vierten Kanal D4 zum Flüssigkeitsanschluss 82 gepumpt werden kann.
  • Alternativ umfasst das Batteriesystem 20 in der dritten und vierten Konfiguration von 16-17 eine dritte Pumpe 96, die betriebsmäßig mit dem Flüssigkeitsanschluss 82 und/oder dem Frischelektrolyttank 94 verbunden und so konfiguriert ist, dass sie bewirkt, dass Elektrolyt 40 aus dem Frischelektrolyttank 94 zum Flüssigkeitsanschluss 82 gepumpt wird. Sowohl in der dritten als auch in der vierten Konfiguration ist die dritte Pumpe 96 in der Lage, in der durch den gestrichelten Pfeil angegebenen Richtung vom Einlass 96I zum Auslass 96o der dritten Pumpe 96 zu strömen. In der dritten Konfiguration von 16 kann beispielsweise ein Fluid 97 (z. B. Luft) in den Einlass 96I gesaugt und vom Pumpenauslass 96O über eine zehnte Leitung D10 in einen Einlass am Frischelektrolyttank 94gepumpt werden. Wenn der Frischelektrolyttank 94 ordnungsgemäß verschlossen ist, kann das Pumpen der Flüssigkeit 97 unter Druck in den Behälter 94 dazu führen, dass frischer Elektrolyt 40 aus dem Auslass des Behälters 94 und in den siebten Kanal D7 gedrückt wird. Gemäß TABELLE 1 ist das dritte Ventil V3 geöffnet und das fünfte Ventil V5 geschlossen, wenn die Ventile der dritten Konfiguration in den Evakuierungsmodus geschaltet sind. (Man beachte, dass die dritte Konfiguration nicht das vierte und sechste Ventil V4, V6 umfasst). Durch diese Anordnung kann der verbrauchte Elektrolyt 40 vom Flüssigkeitsanschluss 82 über die vierte Leitung D4 zur zweiten Pumpe 88 und dann über die sechste Leitung D6 in den Behälter für verbrauchten Elektrolyt 92 befördert werden. In diesem Evakuierungsmodus für die dritte Konfiguration ist die zweite Pumpe 88 in Betrieb, die dritte Pumpe 96 jedoch nicht. Da das fünfte Ventil V5 geschlossen ist, wird verhindert, dass der verbrauchte Elektrolyt 40 über die siebte Leitung D7 in den Frischelektrolyttank 94 gelangt. Wenn dann die dritte Konfiguration in den Füllmodus versetzt wird, ist das dritte Ventil V3 geschlossen, das fünfte Ventil V5 geöffnet, die zweite Pumpe 88 kann ausgeschaltet und die dritte Pumpe 96 eingeschaltet werden. Diese Anordnung ermöglicht es, dass frischer Elektrolyt 40 aus dem Frischelektrolyttank 94 zum vierten Anschluss J4 und dann zum Flüssigkeitsanschluss 82 befördert wird, während verhindert wird, dass frischer Elektrolyt 40 am geschlossenen dritten Ventil V3 vorbeifließt.
  • Und in der vierten Konfiguration von 17 kann der Einlass 96I der dritten Pumpe 96 über eine elfte Leitung D11 mit dem Frischelektrolytbehälter 94 verbunden sein, während der Auslass 96O der dritten Pumpe 96 über die siebte Leitung D7 mit der vierten Leitung D4 an der vierten Verzweigung J4 verbunden sein 3 kann7. Wie in TABELLE 1 dargestellt, ist bei der vierten Konfiguration im Evakuierungsmodus das dritte Ventil V3 geöffnet und das fünfte Ventil V5 geschlossen. (Es ist zu beachten, dass die vierte Konfiguration wie die dritte Konfiguration nicht das vierte und sechste Ventil V4, V6 umfasst). In der Betriebsart Evakuieren kann der verbrauchte Elektrolyt 40 aus dem Flüssigkeitsanschluss 82 über die vierte Leitung D4 zum Einlass 88I der zweiten Pumpe gesaugt und dann über die sechste Leitung D6 zum Behälter für verbrauchten Elektrolyt 92 befördert werden. Dann wird in der Anordnung „Füllmodus“ das dritte Ventil V3 geschlossen und das fünfte Ventil V5 geöffnet. Durch diese Anordnung kann frischer Elektrolyt 40 aus dem Frischelektrolyttank 94 über die elfte Leitung D11 zum Einlass 96I der dritten Pumpe 96 angesaugt und dann durch die siebte Leitung D7 zum vierten Anschluss J4 und dann über die vierte Leitung D4 zum Flüssigkeitsanschluss 82 befördert werden, wobei verhindert wird, dass frischer Elektrolyt 40 an dem geschlossenen dritten Ventil V3 vorbeiströmt.
  • Optional kann im fünften Kanal D5 ein Gas-/Flüssigkeitsabscheider 99 angeordnet sein, der so konfiguriert sein kann, dass er den Elektrolyt 40 oder andere Flüssigkeiten aus dem Gasnebenprodukt 58 abscheidet. Der Gas-/Flüssigkeitsabscheider 99 kann beispielsweise einen Verdampfer oder eine Kältemaschine umfassen oder einschließen. Der optionale Gas-/Flüssigkeitsabscheider 99 hat zwei Auslässe: einen Auslass, der direkt oder indirekt an den Gasnebenprodukttank 90 angeschlossen ist, um das Gasnebenprodukt 58 zu transportieren, und den anderen Auslass, um den Elektrolyt 40 oder andere Flüssigkeiten zu transportieren, und der mit einem optionalen neunten Kanal D9 (in Klammern und als gestrichelte Linie dargestellt) verbunden sein kann, der mit dem sechsten Kanal D6 verbunden ist. Obwohl in den 14-17 nicht explizit dargestellt, kann das Batteriesystem 20 zusätzlich einen Probensammler und/oder ein Prüfgerät 98 enthalten, der/das zur Aufnahme und/oder Prüfung einer Probe des Elektrolyten 40 aus dem Gehäuse 22 konfiguriert ist. Wie in 13 dargestellt, kann der Sammler/Tester 98 mit mindestens einem der Flüssigkeitsanschlüsse 82, der vierten Leitung D4, der sechsten Leitung D6 und der zweiten Pumpe 88 betriebsbereit verbunden sein. Der Sammler/Tester 98 kann dazu verwendet werden, eine Probe des verbrauchten Elektrolyten 40 zu sammeln und/oder zu testen, um sein anfängliches Fluorethylencarbonat/Ethylmethylcarbonat (FEC/EMC)-Molverhältnis zu bestimmen, das dazu verwendet werden kann, die Menge an frischem Elektrolyten 40 zu bestimmen, die in Abhängigkeit von der Konzentration des frischen Elektrolyten 40 hinzugefügt werden sollte. Der Sammler/Tester 98 kann so konfiguriert sein, dass er eine Probe des verbrauchten Elektrolyten 40 aufnimmt und speichert, die mit einem Kernspinresonanz (NMR)-Tester oder einem anderen Gerät (z.B. in einem separaten Testlabor) getestet werden kann, um das FEC/EMC-Molverhältnis der entnommenen Probe des Elektrolyten 40 zu bestimmen; oder der Sammler/Tester 98 kann auch einen In-situ-NMR-Tester oder ein anderes Gerät zur Auswertung der entnommenen Probe des Elektrolyten 40 enthalten oder umfassen.
  • Um noch einmal auf 12 zurückzukommen und mit zusätzlichem Bezug auf 19, umfasst eine andere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Batteriesatz-Handhabungssystem 100 für ein Kraftfahrzeug 10, wobei das Kraftfahrzeug 10 eine Gehäusewand oder ein äußeres Karosseriepaneel 12 als Teil seines Äußeren 14 hat und einen an Bord befindlichen Batteriesatz/Batteriesystem 20 trägt. Das Batteriesatz-Handhabungssystem 100 umfasst eine Gasbehandlungsvorrichtung 66, die so konfiguriert ist, dass sie das Gasnebenprodukt 58 aus dem Batteriesatz 20 (z. B., von einem Verteiler 60, der funktionell mit einem oder mehreren Gehäusen 22 verbunden ist), eine erste Leitung D1, die so konfiguriert ist, dass sie das Gasnebenprodukt 58 von dem Batteriepack 20 zu dem Gashandhabungssystem 66 befördert, eine Nachfüllöffnung 68, die so konfiguriert ist, dass sie sich durch die äußere Gehäusewand 12 hindurch erstreckt und mit dem Batteriepaket 20 verbunden werden kann (wobei die Nachfüllöffnung 68 so konfiguriert ist, dass sie verbrauchten Elektrolyt 40 aus dem Batteriepaket 20 evakuiert und frischen Elektrolyt 40 in das Batteriepaket 20 einführt), und eine zweite Leitung D2, die so konfiguriert ist, dass sie Elektrolyt 40 zwischen dem Batteriepaket 20 und der Nachfüllöffnung 68 transportiert. Der Gashandler 66 kann so konfiguriert sein, dass er oberhalb des Batteriepacks 20 angeordnet ist (da das Gasnebenprodukt 58 leichter als Luft sein kann), und der Gashandler 66 kann ferner so konfiguriert sein, dass er das vom Batteriepack 20 erhaltene Gasnebenprodukt 58 filtert. Ein erstes Ventil V1 kann in der ersten Leitung D1 angeordnet und so konfiguriert sein, dass es den Strom des gasförmigen Nebenprodukts 58 durch die erste Leitung D1 öffnet und schließt, und ein zweites Ventil V2 kann in der zweiten Leitung D2 angeordnet und so konfiguriert sein, dass es den Strom des Elektrolyten 40 und/oder des gasförmigen Nebenprodukts 58 durch die zweite Leitung D2 öffnet und schließt.
  • In den bis sind erste bis vierte Konfigurationen einer weiteren Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Bei jeder Konfiguration handelt es sich um eine Elektrolytevakuierungs- und Nachfüllstation 200 zur Wartung eines an Bord eines Kraftfahrzeugs 10 mitgeführten Batteriesatzes 20, wobei das Kraftfahrzeug 10 einen Nachfüllanschluss 68 aufweist, der betriebsmäßig mit dem Batteriesatz 20 verbunden ist und sich durch ein äußeres Karosserieblech 12 des Fahrzeugs 10 erstreckt. Jede Konfiguration umfasst: (i) eine Muffenabdeckung 70 mit einer umlaufenden Wand 72, die ein Plenum 74 umgibt und darin definiert, eine Öffnung 76 in der umlaufenden Wand 72, die durch eine Lippe 78 um die Öffnung 76 definiert ist, und einen Gasanschluss 80 und einen Flüssigkeitsanschluss 82, die jeweils in der umlaufenden Wand 72 definiert sind, wobei der Gasanschluss 80 in Fluidverbindung mit dem Plenum 74 steht, und wobei der Flüssigkeitsanschluss 82 einen inneren Verbindungsabschnitt 84 aufweist, der in der Kammer 74 angeordnet und für die Kopplung mit dem Nachfüllanschluss 68 konfiguriert ist, wenn die Muffenabdeckung 70 über dem Nachfüllanschluss 68 platziert ist, wobei sich die Lippe 78 in abgedichtetem Eingriff mit der äußeren Körperplatte 12 befindet; (ii) eine erste Pumpe 86, die betriebsmäßig mit dem Gasanschluss 80 verbunden und so konfiguriert ist, dass sie den Gasanschluss 80 ansaugt; (iii) eine zweite Pumpe 88, die betriebsmäßig mit dem Flüssigkeitsanschluss 82 verbunden ist und so konfiguriert ist, dass sie einen Sog und/oder Druck auf den Flüssigkeitsanschluss 82 ausübt; (iv) einen Gasnebenprodukttank 90, der betriebsmäßig mit einem ersten Auslass 86 oder ersten Pumpe 86 verbunden ist und so konfiguriert ist, dass er Gasnebenprodukt 58 aus dem Batteriepack 20 über den Nachfüllanschluss 68 und die erste Pumpe 86 aufnimmt; (v) einen Behälter für verbrauchten Elektrolyt 92, der betriebsmäßig mit einem zweiten Auslass 88 oder zweiten Pumpe 88 verbunden ist und so konfiguriert ist, dass er Elektrolyt 40 aus dem Batteriepack 20 über den Nachfüllanschluss 68 und die zweite Pumpe 88 aufnimmt; und (vi) einen Frischelektrolyttank 94, der so konfiguriert ist, dass er Elektrolyt 40 zum Flüssigkeitsanschluss 82 liefert.
  • Die zweite Pumpe 88 kann betriebsmäßig mit dem Flüssigkeitsanschluss 82 und/oder dem Frischelektrolyttank 94 verbunden sein und kann ferner so konfiguriert sein, dass sie bewirkt, dass Elektrolyt 40 aus dem Frischelektrolyttank 94 zum Flüssigkeitsanschluss 82 gepumpt wird. Die Elektrolytevakuierungs- und Nachfüllstation 200 kann ferner eine dritte Pumpe 98 umfassen, die betriebsmäßig mit dem Flüssigkeitsanschluss 82 und/oder dem Frischelektrolyttank 94 verbunden und so konfiguriert ist, dass sie das Pumpen von Elektrolyt 40 aus dem Frischelektrolyttank 94 zum Flüssigkeitsanschluss 82 bewirkt. Die Elektrolytevakuierungs- und Nachfüllstation 200 kann ferner einen Sammler/Tester 98 (z.B. einen NMR-Tester) umfassen, der zur Aufnahme und/oder zum Testen einer Probe des Elektrolyten 40 aus dem Batteriepack 20 konfiguriert ist, wobei der Sammler/Tester 98 betriebsmäßig mit mindestens einem der Flüssigkeitsanschlüsse 82, der vierten Leitung D4, der sechsten Leitung D6 und der zweiten Pumpe 88 verbunden ist.
  • Beachten Sie, dass in 19 das Batteriesystem 20, das Batteriesystem 100 und die Elektrolytentnahme- und Nachfüllstation 200 zwar als drei getrennte Blöcke dargestellt sind, das Batteriesystem 100 und/oder die Elektrolytentnahme- und Nachfüllstation 200 jedoch Teil des Batteriesystems 20 sein können. Es ist auch zu beachten, dass der Verteiler 60 Teil des Batteriepack-Handhabungssystems 100 sein kann, oder er kann Teil des Batteriesystems 20 sein.
  • Die obige Beschreibung dient der Veranschaulichung und ist nicht einschränkend. Die hier beschriebenen Abmessungen und Materialtypen sind zwar illustrativ, aber keineswegs einschränkend und stellen beispielhafte Ausführungsformen dar. In den folgenden Ansprüchen werden die Begriffe „erster“, „zweiter“, „oberer“, „unterer“ usw. lediglich zur Kennzeichnung verwendet und sollen keine numerischen oder positionellen Anforderungen an ihre Objekte stellen. Ein Element oder ein Schritt, der in der Einzahl genannt wird und dem das Wort „a“ oder „an“ vorangestellt ist, schließt die Mehrzahl solcher Elemente oder Schritte nicht aus, es sei denn, ein solcher Ausschluss wird ausdrücklich erwähnt. Darüber hinaus sollten die Formulierung „mindestens eines von A und B“ und die Formulierung „A und/oder B“ jeweils so verstanden werden, dass sie „nur A, nur B oder sowohl A als auch B“ bedeuten. Darüber hinaus können Ausführungsformen, die ein Element oder eine Vielzahl von Elementen mit einer bestimmten Eigenschaft „umfassen“ oder „haben“, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, zusätzliche Elemente umfassen, die diese Eigenschaft nicht haben. Und wenn hier allgemein beschreibende Adverbien wie „im Wesentlichen“ und „im Allgemeinen“ verwendet werden, um ein Adjektiv zu modifizieren, so bedeuten diese Adverbien „zum größten Teil“, „in erheblichem Maße“ und/oder „in hohem Maße“ und nicht notwendigerweise „perfekt“, „vollständig“, „strikt“ oder „ganz“. Darüber hinaus können die Begriffe „operativ verbunden“ und „operativ verbindend“ hier verwendet werden, um Verbindungen zu beschreiben, die direkt oder indirekt oder entweder direkt oder indirekt sein können, je nachdem, was der Fall ist oder erlaubt.
  • In dieser schriftlichen Beschreibung werden Beispiele, einschließlich der besten Ausführungsform, verwendet, um den Fachleuten die Herstellung und Verwendung von Vorrichtungen, Systemen und Stoffzusammensetzungen sowie die Durchführung von Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung zu ermöglichen. Die folgenden Ansprüche, einschließlich der Äquivalente, definieren den Umfang der vorliegenden Offenbarung.

Claims (10)

  1. Ein Batteriesystem, aufweisend: ein im Allgemeinen prismatisches Gehäuse mit einer ersten und einer zweiten Hauptwand, die einander gegenüberliegen und einen ersten bzw. einen zweiten Umfang haben, einer Umfangswand, die die erste und die zweite Hauptwand entlang des ersten und des zweiten Umfangs verbindet, und einem Innenraum, der durch die erste und die zweite Hauptwand und die Umfangswand definiert ist, wobei das Gehäuse so konfiguriert ist, dass es eine Anodenanordnung, eine Kathodenanordnung und einen Elektrolyten enthält, die betriebsmäßig im Innenraum angeordnet sind; eine in der Umfangswand gebildete Längsprägung, die sich vom Innenraum nach außen und entlang gegenüberliegender benachbarter Abschnitte des ersten und zweiten Umfangs erstreckt; eine Wandöffnung, die in der Umfangswand definiert ist und in Fluidverbindung mit dem Innenraum steht, wobei die Wandöffnung so konfiguriert ist, dass sie den Fluss des Elektrolyten durch sie hindurch in den und aus dem Innenraum ermöglicht; und eine erste und eine zweite Elektrode, die sich jeweils durch die Umfangswand erstrecken und für eine elektrische Verbindung mit der Anodenanordnung bzw. der Kathodenanordnung ausgelegt sind.
  2. Batteriesystem nach Anspruch 1, ferner aufweisend: einen Verteiler mit einem inneren Kanal darin und einer Vielzahl von Anschlussstücken, die jeweils in Fluidverbindung mit dem inneren Kanal stehen, wobei jedes der Anschlussstücke zur Kopplung mit dem Wandanschluss konfiguriert ist, um den Fluss des Elektrolyten zwischen dem inneren Kanal des Verteilers und dem Inneren des Gehäuses zu ermöglichen.
  3. Batteriesystem nach Anspruch 1, wobei jede der ersten und zweiten Hauptwände im Allgemeinen rechteckig ist, wobei jede eine entsprechende Breite und eine entsprechende Höhe hat, die kleiner als die entsprechende Breite ist, wobei die Längsprägung eine Länge hat, die sich entlang der entsprechenden Höhen erstreckt.
  4. Batteriesystem nach Anspruch 1, das ferner die Anodenanordnung, die Kathodenanordnung und den Elektrolyten umfasst, die betriebsmäßig im Inneren des Gehäuses angeordnet sind.
  5. Batteriesystem nach Anspruch 1, wobei die Längsprägung eine Leitung auf einer Innenseite davon definiert, wobei die Leitung so konfiguriert ist, dass sie den Fluss eines Gasnebenprodukts durch sie hindurch ermöglicht.
  6. Batteriesystem nach Anspruch 2, ferner aufweisend: die Anodenanordnung, die Kathodenanordnung und der Elektrolyt sind betriebsmäßig im Inneren des Gehäuses angeordnet, wobei die erste und die zweite Elektrode elektrisch mit der Anodenanordnung bzw. der Kathodenanordnung verbunden sind; eine Gasbehandlungsvorrichtung, die betriebsmäßig mit dem Verteiler verbunden ist, um Gasnebenprodukte aus dem Inneren des Gehäuses aufzunehmen und/oder zu filtern, wobei der Verteiler betriebsmäßig mit dem Gehäuse verbunden ist; und eine Nachfüllöffnung, die funktionell mit dem Verteiler verbunden ist, um Elektrolyt aus dem Inneren des Gehäuses zu evakuieren und Elektrolyt in das Innere des Gehäuses einzuführen, wobei die Nachfüllöffnung so konfiguriert ist, dass sie sich durch eine Gehäusewand eines Gehäuses hindurch befestigen lässt, wobei das Gehäuse so konfiguriert ist, dass es das Gehäuse, den Verteiler und die Gasbehandlungsvorrichtung enthält.
  7. Batteriesystem nach Anspruch 6, ferner aufweisend: eine Muffenabdeckung mit einer umhüllenden Wand, die ein Plenum umgibt und darin definiert, einer Öffnung in der umhüllenden Wand, die durch eine Lippe um die Öffnung herum definiert ist, und einem Gasanschluss und einem Flüssigkeitsanschluss, die jeweils in der umhüllenden Wand definiert sind, wobei der Gasanschluss in Fluidverbindung mit dem Plenum steht, und wobei der Flüssigkeitsanschluss einen inneren Verbindungsabschnitt aufweist, der innerhalb des Plenums angeordnet ist und zum Koppeln mit dem Nachfüllanschluss konfiguriert ist, wenn die Kofferraumabdeckung über dem Nachfüllanschluss platziert ist, wobei die Lippe in abgedichtetem Eingriff mit einer Außenfläche der Gehäusewand steht; eine erste Pumpe, die betriebsmäßig mit dem Gasanschluss verbunden und so konfiguriert ist, dass sie den Gasanschluss ansaugt; und eine zweite Pumpe, die betriebsmäßig mit dem Flüssigkeitsanschluss verbunden und so konfiguriert ist, dass sie den Flüssigkeitsanschluss ansaugt.
  8. Batteriesystem nach Anspruch 7, ferner aufweisend: einen Gasnebenprodukttank, der so konfiguriert ist, dass er Gasnebenprodukt von der ersten Pumpe über eine fünfte Leitung aufnimmt, die die erste Pumpe und den Gasnebenprodukttank operativ verbindet; und einen Behälter für verbrauchten Elektrolyt, der so konfiguriert ist, dass er Elektrolyt von der zweiten Pumpe über eine sechste Leitung aufnimmt, die die zweite Pumpe und den Behälter für verbrauchten Elektrolyt operativ verbindet.
  9. Batteriesystem nach Anspruch 8, ferner aufweisend: einen Frischelektrolyttank, der für die Zufuhr von Elektrolyt zum Flüssigkeitsanschluss konfiguriert ist; wobei die zweite Pumpe betriebsmäßig mit dem Flüssigkeitsanschluss und/oder dem Frischelektrolyttank verbunden ist und ferner so konfiguriert ist, dass sie bewirkt, dass Elektrolyt aus dem Frischelektrolyttank zum Flüssigkeitsanschluss gepumpt wird.
  10. Batteriesystem nach Anspruch 8, ferner aufweisend: einen Frischelektrolyttank, der für die Zufuhr von Elektrolyt zum Flüssigkeitsanschluss konfiguriert ist; und eine dritte Pumpe, die betriebsmäßig mit dem Flüssigkeitsanschluss und/oder dem Frischelektrolyttank verbunden ist und so konfiguriert ist, dass sie bewirkt, dass Elektrolyt aus dem Frischelektrolyttank zu dem Flüssigkeitsanschluss gepumpt wird.
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