DE102024001689A1 - Electrical energy storage for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher (1) für ein Fahrzeug mit einem Gehäuse (2), in welchem eine Vielzahl elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschalteter Einzelzellen (3) angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Zwischenraum zwischen den Einzelzellen (3) und zwischen Gehäusewänden (2.1) und Einzelzellen (3) zumindest mit einem Silicat-Aerogel (S) ausgefüllt ist, wobei das Silicat-Aerogel (S) in Abhängigkeit einer Ausführungsform eines in den Einzelzellen (3) angeordneten Elektrolyten mit einer gegenüber dem Elektrolyten inerten und/oder den Elektrolyten neutralisierenden Substanz versetzt ist.The invention relates to an electrical energy storage device (1) for a vehicle with a housing (2) in which a plurality of individual cells (3) connected electrically in series and/or in parallel are arranged. According to the invention, an intermediate space between the individual cells (3) and between housing walls (2.1) and individual cells (3) is filled with at least one silicate aerogel (S), the silicate aerogel (S) being mixed with a substance that is inert towards the electrolyte and/or neutralizes the electrolyte, depending on an embodiment of an electrolyte arranged in the individual cells (3).
Description
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher für ein Fahrzeug mit einem Gehäuse, in welchem eine Vielzahl elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschalteter Einzelzellen angeordnet ist.The invention relates to an electrical energy storage device for a vehicle with a housing in which a plurality of individual cells electrically connected in series and/or parallel are arranged.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Energiespeicher für ein Fahrzeug anzugeben.The invention is based on the object of specifying an electrical energy storage device for a vehicle.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen elektrischen Energiespeicher, welcher die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.The object is achieved according to the invention by an electrical energy storage device which has the features specified in claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims.
Ein elektrischer Energiespeicher für ein Fahrzeug weist ein Gehäuse auf, in welchem eine Vielzahl elektrisch seriell und/oder parallel miteinander verschalteter Einzelzellen angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist ein Zwischenraum zwischen den Einzelzellen und zwischen Gehäusewänden und Einzelzellen zumindest mit einem Silicat-Aerogel ausgefüllt, wobei das Silicat-Aerogel in Abhängigkeit einer Ausführungsform eines in den Einzelzellen angeordneten Elektrolyten mit einer gegenüber dem Elektrolyten inerten und/oder den Elektrolyten neutralisierenden Substanz versetzt ist.An electrical energy storage device for a vehicle has a housing in which a large number of individual cells are arranged that are electrically connected in series and/or in parallel. According to the invention, an intermediate space between the individual cells and between housing walls and individual cells is filled with at least one silicate aerogel, the silicate aerogel being mixed with a substance that is inert towards the electrolyte and/or neutralizes the electrolyte, depending on an embodiment of an electrolyte arranged in the individual cells.
Durch Ausfüllen der Zwischenräume mit dem Silicat-Aerogel kann ein Gewicht des elektrischen Energiespeichers im Vergleich zu einer eingefüllten Vergussmasse verringert werden, insbesondere da ein aus Silicat-Aerogel gebildeter hochporöser Festkörper, der die Einzelzellen, insbesondere mantelflächenseitig, umschließt, in dem Gehäuse angeordnet ist, zu mehr als 90 %, beispielsweise zu 92 % oder 95 %, aus Luft besteht.By filling the gaps with the silicate aerogel, the weight of the electrical energy storage device can be reduced in comparison to a filled-in potting compound, in particular since a highly porous solid body made of silicate aerogel, which encloses the individual cells, in particular on the lateral surface side, is arranged in the housing and consists of more than 90%, for example 92% or 95%, air.
Darüber hinaus wirkt der hochporöse Festkörper aus Silicat-Aerogel wärmeisolierend, wobei mittels der dem Silicat-Aerogel beigemischten Substanz, insbesondere Natriumcarbonat, ein Brandschutz des elektrischen Energiespeichers optimiert werden kann.In addition, the highly porous solid body made of silicate aerogel has a heat-insulating effect, whereby the fire protection of the electrical energy storage device can be optimized by means of the substance added to the silicate aerogel, in particular sodium carbonate.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to a drawing.
Dabei zeigt die:
-
1 schematisch eine perspektivische teiltransparente Ansicht eines elektrischen Energiespeichers für ein Fahrzeug.
-
1 schematically a perspective partially transparent view of an electrical energy storage device for a vehicle.
Die einzige Figur zeigt eine perspektivische teiltransparente Ansicht eines elektrischen Energiespeichers 1 mit einem Gehäuse 2, in welchem eine Vielzahl elektrisch seriell und/oder parallel verschalteter Einzelzellen 3 angeordnet ist. Die Einzelzellen 3 sind gemäß dem in
Bei dem elektrischen Energiespeicher 1 handelt es sich insbesondere um eine Fahrzeugbatterie, insbesondere eine Traktionsbatterie, für ein Elektrofahrzeug, ein Hybridfahrzeug oder ein mit Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug.The electrical energy storage device 1 is in particular a vehicle battery, in particular a traction battery, for an electric vehicle, a hybrid vehicle or a vehicle powered by fuel cells.
Um ein Gewicht des elektrischen Energiespeichers 1 zu verringern sowie einen Entzündungsschutz und einen Brandschutz, zum Beispiel bei Beschädigung einer Einzelzelle 3, zu optimieren, ist vorgesehen, anstelle einer üblicherweise in das Gehäuse 2 eingefüllten Vergussmasse ein Aerogel auf Silicatbasis, das heißt ein Silicat-Aerogel S, in dem Gehäuse 2 anzuordnen. Insbesondere füllt das Silicat-Aerogel S als hochporöser Festkörper Zwischenräume zwischen den Einzelzellen 3 sowie zwischen den Einzelzellen 3 und Gehäusewänden 2.1 des Gehäuses 2 auf, wodurch die Einzelzellen 3 positioniert und in ihrer jeweiligen Position gehalten sind.In order to reduce the weight of the electrical energy storage device 1 and to optimize protection against ignition and fire, for example in the event of damage to an individual cell 3, it is intended to arrange a silicate-based aerogel, i.e. a silicate aerogel S, in the housing 2 instead of a casting compound usually filled into the housing 2. In particular, the silicate aerogel S, as a highly porous solid body, fills the gaps between the individual cells 3 and between the individual cells 3 and housing walls 2.1 of the housing 2, whereby the individual cells 3 are positioned and held in their respective positions.
Beispielsweise wird das Silicat-Aerogel S nach Einbau der Einzelzellen 3 in das Gehäuse 2 in flüssiger Form eingefüllt und härtet dann zu dem hochporösen Festkörper aus. Alternativ dazu wird das Silicat-Aerogel S als Festkörper, welcher beispielsweise zu über 90 % aus Luft besteht, in das Gehäuse 2 eingesetzt. In einer Ausführung weist dieser Festkörper je Position einer Einzelzelle 3 eine Aussparung auf, in welche die Einzelzelle 3 einsetzbar ist. In einer alternativen Ausführung werden zunächst die Einzelzellen 3 in das Gehäuse 2 positioniert eingesetzt und anschließend der Festkörper aus dem Silicat-Aerogel S auf die Einzelzellen 3 aufgesetzt. Der aus dem Silicat-Aerogel S gebildete Festkörper weist eine Wärme isolierende Eigenschaft auf.For example, the silicate aerogel S is filled in liquid form after the individual cells 3 have been installed in the housing 2 and then hardens to form the highly porous solid body. Alternatively, the silicate aerogel S is inserted into the housing 2 as a solid body, which consists of over 90% air, for example. In one embodiment, this solid body has a recess for each position of an individual cell 3, into which the individual cell 3 can be inserted. In an alternative embodiment, the individual cells 3 are first inserted into the housing 2 and then the solid body made of the silicate aerogel S is placed on the individual cells 3. The silicate aerogel S formed from the Solids have heat insulating properties.
In Abhängigkeit von einem verwendeten Elektrolyt in den Einzelzellen 3 wird dem Silicat-Aerogel S, insbesondere eine neutralisierend wirkende Substanz, beispielsweise Natriumcarbonat, beigemischt. Diese Substanz reagiert auf den Elektrolyten der Einzelzellen 3, insbesondere wenn eine solche Einzelzelle 3 beschädigt ist, wobei mittels der Substanz ein Brandschutz innerhalb des Gehäuses 2 des elektrischen Energiespeichers 1 erhöht werden kann. Insbesondere kann mittels des die Zwischenräume ausfüllenden Festkörpers aus Silicat-Aerogel S, welches beispielsweise mit Natriumcarbonat versetzt ist, eine Ausbreitung eines Brandes innerhalb des Gehäuses 2 verhindert werden.Depending on the electrolyte used in the individual cells 3, a neutralizing substance, for example sodium carbonate, is added to the silicate aerogel S. This substance reacts to the electrolyte of the individual cells 3, in particular if such an individual cell 3 is damaged, whereby fire protection within the housing 2 of the electrical energy storage device 1 can be increased by means of the substance. In particular, the spread of a fire within the housing 2 can be prevented by means of the solid body made of silicate aerogel S, which is mixed with sodium carbonate, for example, which fills the gaps.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- elektrischer Energiespeicherelectrical energy storage
- 22
- GehäuseHousing
- 2.12.1
- GehäusewandHousing wall
- 33
- EinzelzelleSingle cell
- 3.13.1
- Zellgehäuse Cell housing
- SS
- Silicat-AerogelSilicate aerogel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 202022002733 U1 [0002]DE 202022002733 U1 [0002]
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2024
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