DE202013006631U1

DE202013006631U1 - High-performance or high-energy storage with operating room 2 for electrical systems with degassing-free batteries for handling an arranged in an operating room electrochemical device

Info

Publication number: DE202013006631U1
Application number: DE201320006631
Authority: DE
Original assignee: ENVITES ENERGY GES fur UMWELTTECHNIK und ENERGIESYSTEME MBH; Envites Energy Gesellschaft fur Umwelttechnik und Energiesysteme Mbh; HAMOJA INVEST GmbH; Hamoja-Invest GmbH
Current assignee: ENVITES ENERGY GES fur UMWELTTECHNIK und ENERGIESYSTEME MBH; Envites Energy Gesellschaft fur Umwelttechnik und Energiesysteme Mbh; HAMOJA INVEST GmbH; Hamoja-Invest GmbH
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2013-11-19
Anticipated expiration: 2023-07-25

Abstract

Hochleistungs- oder Hochenergiespeicher mit Betriebsraum für elektrische Anlagen mit entgasungsfreien Batterien, gekennzeichnet dadurch, dass der Hochleistungs- oder Hochenergiespeicher (13) mit zum Erdreich gegen einen Stoffdurchtritt aus dem Betriebsraum (2) der geschützt ist, zumindest teilweise unter der Geländelinie (1) angeordnet ist, durch Erdwärme thermostatisiert wird sowie über zumindest eine Isolierung oder Dämmung (14) verfügt, die im Ereignisfall ein Löschmittel (11) freisetzt oder Partikel aufnehmen kann.High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, characterized in that the high-performance or high-energy storage (13) with the soil against a material passage from the operating room (2) is protected, at least partially disposed below the terrain line (1) is thermostatically controlled by geothermal energy and has at least one insulation or insulation (14) which releases an extinguishing agent (11) in the event of an incident or can take up particles.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochleistungs- oder Hochenergiespeicher mit Betriebsraum für elektrische Anlagen mit entgasungsfreien Batterien und ein Verfahren zur Handhabung einer in einem Betriebsraum angeordneten elektrochemischen Vorrichtung, für eine bevorzugt ortsfeste Batterie, wie vorzugsweise eine Lithium-Ionen-Batterie. Dabei sollen aber auch die temporäre Anordnung eines Moduls einer Batterie oder eine Batterie einer Batteriebaugruppe möglich sein.The invention relates to a high-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries and a method for handling an arranged in an operating room electrochemical device for a preferably stationary battery, such as preferably a lithium-ion battery. But also the temporary arrangement of a module of a battery or a battery of a battery assembly should be possible.

Seit dem Ausbau von Stromnetzen auch dezentraler Natur ist die Speicherung von elektrischer Energie eine wichtige Herausforderung. Batterien, insbesondere Lithium-Ionen-Batterien sind aus dem Stand der Technik als umweltfreundliche Energiespeicher mit besonders hoher Leistungsfähigkeit bekannt. Als sogenannte Großbatterien werden diese insbesondere in modernen Elektro- und Hybridfahrzeugen für die Energiespeicherung verwendet. Daneben sind auch stationäre Batteriesysteme bekannt, vorzugsweise zur Notstromversorgung von Gebäuden.Since the development of power grids, even of decentralized nature, the storage of electrical energy is an important challenge. Batteries, in particular lithium-ion batteries are known from the prior art as environmentally friendly energy storage with particularly high performance. As so-called large batteries, these are used in particular in modern electric and hybrid vehicles for energy storage. In addition, stationary battery systems are known, preferably for emergency power supply of buildings.

Zur Aufrechterhaltung von Spannungs- und Frequenzstabilität in engen Grenzen im Netz sind vorzugsweise zum Ausgleich zwischen Angebot und Nachfrage schnell reagierende Speicher notwendig. Durch die bereits heute im deutschen Netz signifikante Einspeisung von Strom aus fluktuierenden, regenerativen Energiequellen steigt der Bedarf an schnell regelbaren Einheiten oder entsprechenden Speichersystemen. Während derzeit eine Speicherung noch durch optimale Verteilung durch Stromnetze vermieden werden kann, ist dies bei einer höheren installierten Leistung nicht mehr möglich. Daneben werden auch Speichertechnologien für autonome Stromversorgungssysteme benötigt, die im technischen Bereichen z. B. für Sensoren oder Mobilfunkstationen oder im Bereich der ländlichen Elektrifizierung für die Basiselektrifizierung mit Solar Home Systemen oder Dorfstromversorgungen eingesetzt werden. Von Interesse dürften auch aus diversen Quellen gespeiste Speicher sein, die in der Lage sind, sehr schnell sehr viel Energie z. Bsp. für ein elektrisch betriebenes Gerät, Objekt oder Fahrzeug und dergleichen zur Verfügung zu stellen.In order to maintain voltage and frequency stability within narrow limits in the network, fast-reacting memories are preferably necessary to balance supply and demand. The supply of electricity from fluctuating regenerative energy sources, which is already significant today in the German grid, increases the demand for quickly adjustable units or corresponding storage systems. While currently storage can still be avoided by optimal distribution through power grids, this is no longer possible with a higher installed capacity. In addition, storage technologies for autonomous power supply systems are required, which in technical areas such. B. for sensors or mobile stations or in the field of rural electrification for basic electrification with solar home systems or village power supplies are used. Also of interest would be from various sources fed memory, which are able to very quickly very much z. For example, to provide for an electrically operated device, object or vehicle and the like.

Ein massiver Ausbau erneuerbarer Energien, zu der es nach Expertenmeinung mittel-bis langfristig keine Alternative gibt, wenn einerseits der steigende Energiebedarf von Schwellen- und Entwicklungsländern Asiens, Afrikas und Südamerikas gedeckt und andererseits die CO2-Emissionen in für das Weltklima akzeptable Grenzen gehalten werden soll, zieht aufgrund des zeitlich fluktuierenden und nicht kontrollierbaren Angebotsprofils von Sonne und Wind einen steigenden Bedarf an effizienten Speicherkapazitäten für elektrische Energie nach sich.A massive expansion of renewable energies, for which there is no alternative in the medium to long term, if on the one hand the rising energy needs of emerging and developing countries in Asia, Africa and South America are covered and on the other hand CO2 emissions should be kept within acceptable limits for the global climate Due to the temporally fluctuating and uncontrollable supply profile of sun and wind, there is an increasing demand for efficient storage capacities for electrical energy.

Neben diesem Einsatz von Speichern zur Netzstützung auf oberster- mittlerer Ebene, gibt es auch die Speicher, die eine Versorgungsqualität direkt beim Verbrauch sicherstellen. Diese Speicher sind in unterbrechungsfreie Stromversorgungsanlagen eingebaut und müssen innerhalb von etwa 10 ms auf Abweichungen von den Sollwerten für Spannung und Frequenz im Netz reagieren können. Dadurch wird der Ausfall oder eine Beeinträchtigung der Verbraucher verhindert. Insbesondere die immer höhere Abhängigkeit von Computeranlagen in allen Bereichen des privaten und des öffentlichen Lebens macht deren Absicherung gegen Stromausfälle oder Schwankungen in der PowerQuality notwendig. Die Anforderungen an Speicher sind reichhaltig und oftmals stellt man fest, dass eine Optimierung von Speichertechnologien zugunsten bestimmter Eigenschaften zu einer Verschlechterung anderer Eigenschaften führt. So leidet typischerweise die Energiedichte unter einer Optimierung auf höchste Leistungsdichten. Auch steigt mit steigender Energiedichte das Gefährdungspotential der Speichertechnologien durch die Konzentration von immer mehr Energie pro Volumeneinheit. Zudem tritt das typische Problem nahezu aller technischen Anwendungen auf: Eine Optimierung bezüglich der verschiedenen technischen Eigenschaften führt zu einer unerwünschten Erhöhung der Kosten. Je nach Anwendung ist der Raumbedarf begrenzt und verlangt daher eine hohe volumetrische Energiedichte. Insbesondere bei mobilen Anwendungen ist das Gewicht des Speichers das zentrale Kriterium. Oder, Je nach Speichertechnologie muss zwischen der Zyklenlebensdauer und der kalendarischen Lebensdauer unterschieden werden. Insbesondere elektrochemische Speichersysteme haben in der Regel eine limitierte Zyklenlebensdauer und somit hängt die Nutzungsdauer stark vom Nutzungsprofil ab. Um hohe Leistungen relativ zur gespeicherten Energiemenge freisetzen zu können und um die Speicher in kurzer Zeit wieder aufladen zu können, ist eine hohe Strombelastbarkeit notwendig.In addition to this use of storage systems for grid support at the upper middle level, there are also the storage tanks that ensure a quality of supply directly at consumption. These memories are built into uninterruptible power systems and must be able to respond to deviations from the voltage and frequency setpoints in the grid within about 10 ms. This prevents the failure or impairment of the consumer. In particular, the ever-increasing dependence on computer equipment in all areas of private and public life makes it necessary to protect against power outages or fluctuations in power quality. The demands on memory are extensive, and it is often found that optimizing storage technologies in favor of certain properties leads to a deterioration of other properties. Typically, the energy density suffers from an optimization to highest power densities. Also, as the energy density increases, the potential for compromising storage technologies increases with the concentration of more and more energy per unit volume. In addition, the typical problem occurs in almost all technical applications: an optimization of the various technical properties leads to an undesirable increase in costs. Depending on the application, the space requirement is limited and therefore requires a high volumetric energy density. Especially in mobile applications, the weight of the memory is the key criterion. Or, Depending on the storage technology, a distinction must be made between the cycle life and the calendar life. In particular, electrochemical storage systems usually have a limited cycle life and thus the useful life depends heavily on the usage profile. In order to release high power relative to the stored amount of energy and to recharge the memory in a short time, a high current carrying capacity is necessary.

Batterien, wie vorzugsweise Lithium-Ionen-Batterien zeigen insbesondere in denjenigen Fällen, in welchen einzelne Zellen der Batterie vorzugsweise durch Handhabungsfehler oder sonstige nachteilige äußere Einflüsse beschädigt sind, die Problematik, dass es gegebenenfalls aufgrund von Überhitzung und damit einhergehenden elektrochemischen Reaktionen zum Ausbruch eines Brands oder der Freisetzung von hochgiftigen Gasen der Batterie oder einzelner Zellen kommt. Die Bekämpfung eines derartigen Brands erweist sich dabei insbesondere deswegen als besonders schwierig, weil oberhalb einer bestimmten Reaktionstemperatur, typischerweise größenordnungsmäßig 200°C, durch chemische Reaktionen der Bestandteile der Batterien/Zellen Sauerstoff oder andere Reagenzien freigesetzt werden. Dieser Umstand führt dazu, dass ein Löschen eines Batteriebrandes durch vorzugsweise Ersticken mit CO₂ oder einem anderen geeigneten Gas nicht möglich ist, da durch den Brand selbst Sauerstoff freigesetzt wird.Batteries, such as preferably lithium-ion batteries, in particular in those cases in which individual cells of the battery are preferably damaged by handling errors or other adverse external influences, the problem that it may be due to overheating and concomitant electrochemical reactions to the outbreak of a fire or the release of highly toxic gases from the battery or individual cells. The fight against such a fire proves itself This is particularly difficult because above a certain reaction temperature, typically of the order of 200 ° C., oxygen or other reagents are released by chemical reactions of the components of the batteries / cells. This circumstance means that it is not possible to extinguish a battery fire by preferably suffocation with CO ₂ or another suitable gas, since oxygen is released by the fire itself.

Die Ökonomie der Speichersysteme hängt in erheblicher Weise von den ökonomischen und technischen Randbedingungen in der Elektrizitätswirtschaft ab, die derzeit in der ganzen Welt einem anhaltenden Wandel ausgesetzt sind. Klar ist, aus technischer Sicht stehen Speichertechnologien für jede Leistungs- und Energieklasse zur Verfügung. Um eine verbesserte Wirtschaftlichkeit zu erreichen, ist aber bei fast allen Technologien noch erheblicher Forschungs- und Entwicklungsbedarf vorhanden, um umweltverträglichere, billigere und langlebigere Materialien und Systeme zu entwickeln und in den Markt zu bringen.The economics of storage systems are heavily dependent on the economic and technical constraints of the electricity industry, which are currently undergoing continuing change throughout the world. Of course, from a technical point of view, storage technologies are available for every power and energy class. However, in order to achieve improved economics, there is still considerable research and development needs in almost all technologies to develop and bring to market more environmentally friendly, cheaper and more durable materials and systems.

Die US 4,994,940 zeigt einen modularen Schrank mit einer Vielzahl von Batteriemodulen. Einzelne Schrankmodule können von einem Benutzer herausgezogen werden, so dass ein Zugang zu den Batteriemodulen möglich ist. Stromableiter der Batterien sind der Öffnung des Schrankmoduls zugewandt und mittels Kabeln oder Steckverbindungen kontaktiert.The US 4,994,940 shows a modular cabinet with a variety of battery modules. Individual cabinet modules can be pulled out by a user, so that access to the battery modules is possible. Current collectors of the batteries face the opening of the cabinet module and contacted by cables or connectors.

Die US 2001/031392 A1 zeigt einen Befestigungsrahmen für Batteriemodule, der eine Mehrzahl von Öffnungen zum Einsetzen von Batteriemodulen aufweist. Eine federbeaufschlagte Stromableiteraufnahme kann einen zylindrischen Stromableiter einrastend kontaktieren.The US 2001/031392 A1 shows a mounting frame for battery modules having a plurality of openings for insertion of battery modules. A spring-loaded current collector can contact a cylindrical current arrester latching.

Die WO 2003/065483 A2 zeigt einen Batterieaufnahmerahmen zur Aufnahme mehrerer übereinander gestapelter Batterien. Die Batterien sind mit einer Seitenplatte verbunden. Die Batterien haben an vertikalen Seitenflächen Rippen, die in Kerben an den Seitenplatten einführbar sind. Die Seitenplatten umfassen vertikale Kanten, an die elektrische Anschlusselemente angebracht sind. Die Anschlusselemente erstrecken sich jeweils von einem oberen Abschnitt einer der Batterien zu einem unteren Abschnitt der darüber angeordneten Batterie, so dass einzelne Batterien miteinander elektrisch verbunden werden können.The WO 2003/065483 A2 shows a battery receiving frame for receiving a plurality of stacked batteries. The batteries are connected to a side plate. The batteries have ribs on vertical side surfaces which are insertable into notches on the side plates. The side panels include vertical edges to which electrical connectors are attached. The terminal elements each extend from an upper portion of one of the batteries to a lower portion of the battery disposed above, so that individual batteries can be electrically connected to each other.

Die DE 44 11 842 A1 zeigt eine Batterieladestation, welche einen senkrechten Förderer mit gondelartigen Körben umfasst. In den Körben können Fahrzeugbatterien aufgenommen und geladen werden. Stromabnehmer der Körbe sind in verschiebbarem Kontakt mit Stromschienen und mittels Kabeln an den Batterien angeschlossen.The DE 44 11 842 A1 shows a battery charging station, which includes a vertical conveyor with gondola-like baskets. In the baskets vehicle batteries can be recorded and loaded. Drawers of the baskets are connected in slidable contact with busbars and by cables to the batteries.

Die DE 10 2009 051 215 A1 zeigt eine Windkraftanlage mit einer Batterieanordnung insbesondere in oder an einem Gewässer. Diese kann unter Wasser liegen und zumindest teilweise in thermischen Kontakt mit Wasser sein.The DE 10 2009 051 215 A1 shows a wind turbine with a battery assembly in particular in or on a body of water. This may be under water and at least partially in thermal contact with water.

Anforderungen an Batterieräume werden in Verordnungen über den Bau von Betriebsräumen für elektrische Anlagen (EltBauV), Errichter-vorschriften der Hersteller und Merkblätter (ZVEI) definiert. Diese sind allerdings noch nicht auf die effizienteren Batterietechnologien wie Lithium-Ionen Batterien entwickelt worden.Requirements for battery rooms are defined in regulations on the construction of operating rooms for electrical installations (EltBauV), manufacturer's instructions for installation and leaflets (ZVEI). However, these have not yet been developed on the more efficient battery technologies, such as lithium-ion batteries.

Im Stand der Technik sind in ortsfesten Anlagen Bleibatterien in Batterieräumen eingebaut, die regelmäßig und unter Vorsichtsmaßnahmen, etwa gegen elektrostatische Aufladung, gereinigt werden müssen, sonst drohen unter Umständen erhöhte Selbstentladung bis hin zu Knallgasexplosionen oder gefährliche Kurzschlussfolgen. Diese Akkus gasen, zumindest teilweise, aus. Li-Ionen Akkus, Li-Polymer, Li-Metall oder andere ionische Batterien zeichnen sich insbesondere durch eine hohe zyklische Lebensdauer, geringe Selbstentladung, sehr hohe Effizienz aus. Diese Akkus gasen im Normalbetrieb nicht aus, sind hermetisch dicht. Ohne Verlust an Lebensdauer können dies auch im teilgeladenem Betrieb, vergleichsweis etwa zu Bleibatterien, hervorragend betrieben werden. Als Materialien für die positive Elektrode (Kathode) der Li-Ionen Akkus werden heute vielfach lithierte Metalloxide (Metalle Cobalt, Nickel, Mangan, Aluminium) und deren Mischungen und lithiertes Eisenphopshat verwendet. Für die negative Elektrode (Anode) wird Lithium meist eingelagert in Wirtsmaterialien (Interkalation) oder Titanoxid, Zinn oder Silizium-verbindungen verwendet. Die Zellen sind mit Elektrolyt befüllt, der zum Teil flüssig vorliegt aber weitgehend in den Elektroden/Separatoren absorbiert ist. Es gibt Lithiumbatterien, deren Elektrolyt quasi trocken, gelartig oder fest fixiert ist. Der den Stromfluss ermöglichen Elektrolyte mit seinen Komponenten, kann ganz divers zusammengesetzt sein.In the prior art, lead-acid batteries are installed in battery rooms in stationary installations, which must be cleaned regularly and under precautionary measures, for example against electrostatic charging, otherwise there may be an increased risk of self-discharge leading to explosive gas explosions or dangerous short circuits. These batteries gase, at least partially, out. Li-ion batteries, Li-polymer, Li-metal or other ionic batteries are characterized in particular by a high cyclic life, low self-discharge, very high efficiency. These batteries do not gase in normal operation, are hermetically sealed. Without loss of service life, this can also be excellently operated in partially charged operation, for example compared to lead-acid batteries. As materials for the positive electrode (cathode) of the Li-ion batteries today often lithiated metal oxides (metals cobalt, nickel, manganese, aluminum) and their mixtures and lithiated Eisenphopshat are used. For the negative electrode (anode), lithium is usually stored in host materials (intercalation) or titanium oxide, tin or silicon compounds used. The cells are filled with electrolyte, which is partly liquid but largely absorbed in the electrodes / separators. There are lithium batteries whose electrolyte is quasi-dry, gel-like or firmly fixed. The current flow allow electrolytes with its components, can be quite diverse composed.

Eine Folge etwa einer Überhitzung kann ein Batteriebrand sein, der besonders bei Lithiumbatterien in der aktuellen Diskussion steht, dabei gehen mehrere Konzepte speziell bei mobilen Anwendungen wie Elektrofahrzeugen davon aus, dass ein solcher Batteriebrand mit Wasser und Zusätzen als Löschmittel bekämpft werden soll, wobei zweifellos Wasser in ausreichendem Maße in der Lage ist, die Gesamtreaktionsenergie einer solchen Batterie zu neutralisieren.A consequence of overheating may be a battery burn, which is currently the subject of discussion in the case of lithium batteries. Several concepts, especially in mobile applications such as electric vehicles, assume that such a battery fire is combated with water and additives as extinguishing agent undoubtedly water is sufficiently capable of neutralizing the total reaction energy of such a battery.

Andererseits werden dazu bei größeren Batterien oder Batteriebaugruppen relativ große Mengen von Wasser oder Löschmittel benötigt, welches ggf. zugeführt werden muss. Dabei soll das Löschmittel nicht ins Grundwasser gelangen, die ist aufgrund der beschriebenen Problematik schwierig zu realisieren. Zwar sind Batterien insbesondere hermetisch abgeschlossen (Lithium-Ionen Batterien, Li-Polymer, Li-Metall), aber im Falle einer Schädigung oder Öffnung der Sicherheitseinrichtungen oder des Berstens der Einhausung, kann es zu gefährlichen, plötzlichen Reaktionen kommen. Das vorzugsweise in den Kohlenstoff eingelagerte Lithium kann mit Wasser unter Flammbildung reagieren. Da bei der Reaktion des Lithiums mit dem Elektrolyten als auch mit dem Löschmittel kann Wasserstoff oder HF freigesetzt werden. Auch andere giftige Reaktionsprodukte entstehen regelmäßig in signifikantem Gehalt. Entstehender Wasserstoff kann mit der Umgebungsluft zündfähige Gemische bilden und schlagartig abrennen. Das HF kann die Batterieperipherieanlagen, wie Kabel, Teile, Isolierung, Elektronik, Sensorik und Sicherheits- oder Schalteinrichtungen nebst Dämmungen und Isolation und dergleichen derart beeinträchtigen, dass es zu Kettenreaktionen kommt, mithin die gesamte Batteriebaugruppe irreversibel insbesondere auch im schleichenden Prozeß geschädigt wird oder im Batteriebrand, auch temporär versetzter Natur, zerstört wird.On the other hand, relatively large amounts of water or extinguishing agent are required for larger batteries or battery modules, which may need to be supplied. The extinguishing agent should not get into the groundwater, which is difficult to realize due to the problems described. In particular, batteries are hermetically sealed (lithium-ion batteries, Li-polymer, Li-metal), but in the event of damage to or opening of safety devices or bursting of the enclosure, dangerous, sudden reactions may occur. The preferably embedded in the carbon lithium can react with water with flame formation. Hydrogen or HF may be released during the reaction of the lithium with the electrolyte as well as with the extinguishing agent. Other toxic reaction products are also regularly produced in significant amounts. Forming hydrogen can form ignitable mixtures with the ambient air and burn off abruptly. The HF may affect the peripheral battery systems, such as cables, parts, insulation, electronics, sensors and security or switching devices together with insulation and insulation and the like such that it leads to chain reactions, thus the entire battery assembly is irreversibly damaged especially in the creeping process or in Battery burn, even temporarily staggered nature, is destroyed.

Wasserstoff/Luft-Mischungen sind in einem weiten Mischungsverhältnis zündfähig (4 bis 75 Vol.% Wasserstoff in Luft oder Gasgemisch). Diese benötigen eine sehr geringe Zündenergie, so dass auch schon bereits geringe elektrostatische Entladungen als Zündquelle ausreichen. Im Mischungsbereichen von 18 bis 59 Vol% sind Wasserstoff/Luft Mischungen sehr reaktionsfreudig. Sie haben eine sehr schnelle Flammenausbreitungsgeschwindigkeit.Hydrogen / air mixtures are ignitable in a wide mixing ratio (4 to 75 vol.% Hydrogen in air or gas mixture). These require a very low ignition energy, so that even already low electrostatic discharges are sufficient as a source of ignition. In the mixing ranges of 18 to 59% by volume, hydrogen / air mixtures are very reactive. They have a very fast flame propagation speed.

Alle Energiespeicher haben potenzielle oder latente Risiken. Elektrochemische Systeme können also bei unsachgemäßer Behandlung wie schlechter Reinigung bei Bleibatterie basierten Energiespeichern explodieren und entsprechenden Schaden anrichten. Dabei ist jeweils der Schaden durch mechanische oder thermische Einwirkung des Speichers zu unterscheiden von Schäden die durch ggf. umweltunverträgliche Materialien freigesetzt werden können.All energy storage devices have potential or latent risks. Electrochemical systems can therefore explode if improperly handled, such as poor cleaning in lead-acid battery based energy storage and cause corresponding damage. In each case, the damage due to mechanical or thermal action of the storage is to be distinguished from damages that may be released by possibly environmentally incompatible materials.

Ein Abdecken mit Sand oder Brandpulvern deckt einen Brandherd ab, kann weitere Reaktionen partiell eindämmen, aber wie im Falle einer Abdeckung mit Glas- (wie Pyro-Bubbles) oder keramischen Perlen kann es eben auch zu Druckaufbau unter einem Weiterfressen des Brandherdes kommen, der bei Aufbruch oder Durchbruch durch die Abdeckung zu einer gefährlichen, schlagartigen auch heftigen Reaktion führen kann.Covering with sand or fire powders covers a source of fire, can partially restrain further reactions, but just as in the case of covering with glass (such as pyro-bubbles) or ceramic beads, it can also lead to pressure build-up under a burning away of the fire Breakage or breakthrough through the cover can lead to a dangerous, sudden and violent reaction.

Gefahren durch elektrische Spannung, die bei einem Berühren zum Tod einer Person führen können, sind durch entsprechende Sicherheitsmassnahmen wie Berühr- und Isolationsschutz mit optionaler Überwachung solange gut gelöst, wie die Batterie nicht defekt geworden ist, brannte oder einem Einschlag oder Unfall mit mechanischen Verformungen und dergleichen ausgesetzt war.Dangers due to electrical voltage, which can lead to the death of a person when touched, are solved by appropriate safety measures such as touch and insulation protection with optional monitoring as long as the battery has not become defective, burned or impact or accident with mechanical deformation and the like was exposed.

Die Erfindung stellt sich damit die Aufgabe, Hochleistungs- oder Hochenergiespeicher mit Betriebsraum für elektrische Anlagen mit explosionssichereren und verbesserten brandsicheren Batterien, auch bei inneren Kurzschlüssen als Ursache und ein Verfahren zur sichereren Handhabung und dem Betrieb in einem Betriebsraum anzugeben, welche langlebig, sicherer und effizientere Lösungen darstellen. Gefahrenpotenziale durch elektrischen Strom/Spannung, austretender Inhaltstoffe und oder durch Feuer und Explosion sollen aufgabengemäß so gelöst werden, dass ein geringeres Risiko für Anwender und Umwelt besteht.The invention thus has the object of specifying high-performance or high-energy storage with operating space for electrical installations with explosion-proof and improved fireproof batteries, even with internal short circuits as a cause and a method for safer handling and operation in an operating room, which is durable, safer and more efficient Represent solutions. Potential hazards due to electric current / voltage, leaking ingredients and / or fire and explosion should be solved in accordance with the task in such a way that there is less risk for users and the environment.

Es kann aber auch als eine Aufgabe angesehen werden, einen Betriebsraum zum vorteilhaften und sicheren Betrieb von gasdichten Batterien anzugeben, welcher inklusive der Energiespeicher symbiotische Vorteile aufweist.However, it can also be regarded as an object to specify an operating room for the advantageous and safe operation of gastight batteries, which has symbiotic advantages including the energy store.

Zusätzlich war anzugeben, wie die Servicefreundlichkeit erhöht wird, Reinigungsabstände relativiert werden sowie einen Energiespeicher mit Betriebsraum zu schaffen, welcher den Umgang mit beschädigten Batterien bzw. Batteriezellen, die sich gegebenenfalls in einem undefinierten Zustand befinden können, vereinfacht und man kein Gas aus der Batterie im regulären Betriebszustand abführen muss.In addition, it was necessary to specify how the service friendliness is increased, how cleaning distances are relativized and how to create an energy store with operating room, which simplifies the handling of damaged batteries or battery cells, which may possibly be in an undefined state, and if no gas is discharged from the battery must discharge regular operating state.

Schließlich kann es als eine weitere Aufgabe angesehen werden, für einen Brandfall einer solchen Batterie die Folgen zu minimieren, diesen zu verhindern oder effizient einzudämmen und insbesondere eine Umweltbelastung durch Brandgase und Partikel in die Umgebung zu vermindern.Finally, it can be regarded as a further object to minimize the consequences for a fire of such a battery, to prevent it or to curb it efficiently and in particular to reduce the environmental impact of combustion gases and particles into the environment.

Schließlich sollte aufgabengemäß verhindert werden, dass eine gefährliche Hitze (Definition siehe Transportbestimmungen) zu Schädigungen jedweder Art, inklusiver Hitzeübertragung auf ein anderes Element des Batterieraumes, führen kann. Finally, according to the task, it should be prevented that dangerous heat (for definition see Transport Regulations) can lead to damage of any kind, including heat transfer to another element of the battery compartment.

Die Aufgabe wird durch einen Hochleistungs- oder Hochenergiespeicher mit Betriebsraum für elektrische Anlagen mit entgasungsfreien Batterien nach Anspruch 1 und ein Verfahren zur Handhabung von in einem Betriebsraum angeordneten Energiespeichern nach Anspruch 8 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.The object is achieved by a high-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries according to claim 1 and a method for handling arranged in an operating room energy storage device according to claim 8. The subclaims relate to advantageous embodiments and variants of the invention.

Energiespeicher, im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie Lithium-Ionen oder Ni-MH Batterien, dienen der Speicherung von Energie zur späteren Nutzung. Vorteilhaft erfindungsgemäß sind nach Energie und Leistung optimierte Systeme. Ist die Speicherung einer Energieform wegen technischer Probleme, ungenügender Kapazität oder Stillstandsverlusten ungünstig oder nicht möglich, wird sie in eine andere, für die Speicherung geeignetere, Energieform umgewandelt und gespeichert. Im Bedarfsfalle wird die Energie dann zurückgewandelt. Ein Beispiel ist die Wandlung chemischer Energie (Brennstoff) in thermische Energie (Wärme). Sowohl bei der Speicherung als auch bei der Energieumwandlung treten immer Verluste auf. Lithium-Ionen Batterien sind entgasungsdicht und scheiden im normalen Betriebsfall insbesondere kein gefährliches Knallgas aus. Man bezeichnet diese gemeinhin auch als elektrochemische Vorrichtungen, meist sind diese mit einer Management- und Schutzelektronik ausgestattet, wobei eine vorteilhafte Konfiguration eine serielles String-BMS (= Batteriemanagementsystem) mit einer übergeordneten Batteriebaugruppenmanagementsystemeinrichtung (BMMS) kombiniert oder autark betrieben wird. Vorteilhaft ist, wenn dieses BMMS die Batteriebaugruppe immer, auch im sleep Modus oder während einer Wartung bzw. einer Entnahme einer Batteriebaugruppe im Batterieraum monitort, so dass keine Kurzschlüsse, gefährliche Hitzeentwicklungen und dergleichen im Havariefalle auftreten können. Im Sinne der vorliegenden Erfindung werden insbesondere solche Vorfälle auch als Ereignisfall bezeichnet.Energy storage, in the context of the present invention, such as lithium-ion or Ni-MH batteries, are used to store energy for later use. Advantageously according to the invention are energy and power optimized systems. If the storage of an energy form is unfavorable or impossible due to technical problems, insufficient capacity or standstill losses, it is converted into another energy form that is more suitable for storage and stored. If necessary, the energy is then converted back. An example is the conversion of chemical energy (fuel) into thermal energy (heat). There are always losses in both storage and energy conversion. Lithium-ion batteries are degassing-tight and, in normal operation, they do not excrete any dangerous oxyhydrogen gas. These are commonly referred to as electrochemical devices, these are usually equipped with management and protection electronics, an advantageous configuration is a serial string BMS (= battery management system) combined with a higher-level battery module management system (BMMS) or operated independently. It is advantageous if this BMMS always monitort the battery assembly, even in sleep mode or during maintenance or removal of a battery assembly in the battery compartment, so that no short circuits, dangerous heat developments and the like can occur in the accident. For the purposes of the present invention, in particular such incidents are also referred to as an event case.

Von Vorteil ist, wenn diese BMS und oder BMS/BMMS die Funktion einer Laderegelung integriert haben, weil dann eine gesonderte Ladeschaltung entbehrlich ist.It is advantageous if these BMS and / or BMS / BMMS have integrated the function of a charge control, because then a separate charging circuit is unnecessary.

Vorteilhaft ist wenn das BMS oder das BMMS gekoppelt mit den Lichtbogenschutzelementen und der Detektionseinrichtung ist. Von besonderem erfinderischen Vorteil ist es wenn das BMS oder das BMMS über eine Regelung, die vorteilhaft redundant aufgebaut ist, eine Überdruckeinrichtung oder ein Ventil bzw. eine Sollbruchstelle aktiviert, die einerseits in Hybridfunktion oder andererseits in einfacher Funktion jeweils Druck entweichen lässt oder ein Löschmittel freisetzt, wie dies hier im Folgenden noch beschrieben wird.It is advantageous if the BMS or the BMMS is coupled with the arc protection elements and the detection device. Of particular inventive advantage is when the BMS or BMMS via a control that is advantageously constructed redundantly, an overpressure device or a valve or a predetermined breaking point, either in hybrid function or on the other hand in a simple function each release pressure or releases an extinguishing agent , as will be described below.

Vorteilhaft ist wenn das BMS oder BMMS mit einer Zugangskontrolle zum Batterieraum und der Batterieentnahmevorrichtung gekoppelt ist, die diese auch blockieren, vorzugsweise den Zugang auch aus Sicherheitsgründen nach einem detektierten Ereignis oder Ereignisfall verhindern können, wie dies im Folgenden für die Lichtbogenüberwachung beispielhaft beschrieben ist. Es ist aber ebenso mittels anderer, etwa mechanischer oder elektromechanischer Mittel eine geeignete Zugangskontrolle erfinderisch darstellbar.It is advantageous if the BMS or BMMS is coupled with an access control to the battery compartment and the battery removal device, which also block them, preferably to prevent access for security reasons after a detected event or event, as described below by way of example for the arc monitoring. But it is also by means of other, such as mechanical or electromechanical means an appropriate access control presented in an innovative manner.

Vorteilhaft ist, wenn diese Zugangskontrolle derart ausgestaltet ist, dass ein Zugang zum Energiespeicher entweder einerseits vorteilhaft blockiert wird oder andererseits die Batteriehebevorrichtung oder der Batteriehebel blockiert werden. Dies kann insbesondere durch elektromechanische Vorrichtungen erfolgen, etwa ein Schloss welches elektronisch ansteuerbar ist.It is advantageous if this access control is designed such that access to the energy storage either on the one hand advantageously blocked or on the other hand, the battery lifting device or the battery lever are blocked. This can be done in particular by electromechanical devices, such as a castle which is electronically controlled.

Für die vorliegende Erfindung ist ein solcher elektrochemischer Energiespeicher als Bestandteil der elektrochemischen Vorrichtung mit mindestens einer elektrochemischen Zelle zu verstehen, also eine Einrichtung, die Energie in chemischer Form speichern, in elektrischer Form an einen Verbraucher abgeben und vorzugsweise auch in elektrischer Form aus einer Ladeeinrichtung aufnehmen kann. Wichtige Beispiele solcher elektrochemischen Energiespeicher sind galvanische Zellen oder Brennstoffzellen. Die elektrochemische Zelle weist wenigstens eine erste und meist eine zweite Einrichtung zur Speicherung elektrisch unterschiedlicher Ladungen, die als eine Elektrodenanordnung (Wickel, Faltung, Stapel, Dünnband, Blöcke, Elektroden und dergleichen) ausgestaltet sind, sowie ein Mittel zur Herstellung einer elektrischen Wirkverbindung beider genannten Einrichtungen auf, wobei Ladungsträger zwischen diesen beiden Einrichtungen verschoben werden können. Unter dem Mittel zur Herstellung einer elektrischen Wirkverbindung ist z. B. ein Elektrolyt zu verstehen, welcher als Ionenleiter wirkt. Der Energiespeicher ist vorzüglich modular aufgebaut, es sind mindestens eine Einheit aus mindestens einer Zelle zur Batteriebaugruppe verbaut, die also aus Modulen, Zellen und Batterien besteht. Diese Form der Energiespeicher wird neben Batteriebaugruppe auch Batterieanordnung genannt und kann dabei bauliche Mittel, insbesondere Gehäuse oder auch Gehäuseteile umfassen. Beispiele für letzeres sind Rahmen. Dabei soll der Energiespeicher in dem Maß positionsstabil gehalten werden, wie es für den Betrieb der Anforderung optimal ist, wozu vorzugsweise relative Ausdehnungsräume um prismatische Zellen mit Verbundfolienverpackung des Typs „Pouch” von vorzugsweise 2–3 mm gelassen werden, um eine Atmungsausdehnung der Zellen im Betrieb zu ermöglichen.For the present invention, such an electrochemical energy storage as part of the electrochemical device with at least one electrochemical cell to understand, so a device that store energy in chemical form, deliver in electrical form to a consumer and preferably also record in electrical form from a charging device can. Important examples of such electrochemical energy stores are galvanic cells or fuel cells. The electrochemical cell has at least a first and usually a second device for storing electrically different charges, which are configured as an electrode arrangement (winding, folding, stack, thin strip, blocks, electrodes and the like), as well as a means for producing an electrical operative connection of both Devices, wherein carriers can be moved between these two facilities. Under the means for producing an electrical active compound z. B. to understand an electrolyte, which acts as an ion conductor. The energy storage is excellent modular, there are at least one unit of at least one cell to the battery assembly installed, which thus consists of modules, cells and batteries. This form of energy storage is called in addition to battery assembly and battery assembly and may include construction funds, in particular housing or housing parts. Examples of the latter are frames. In this case, the energy storage is to be kept position stable to the extent that is optimal for the operation of the requirement, to which preferably relative expansion spaces around prismatic cells with composite film packaging of the type "Pouch" of preferably 2-3 mm are left to respiratory expansion of the cells in the To enable operation.

Vorteilhaft ist es, einen solchen Abstand von 1–3 mm auch als optionalen Ausdehnungsraum für die Zelle in einem Bereich, in ein oder mehrere Richtungen anzuordnen. Zellen können sich konvex oder konkav ausformen im Betrieb oder im Kopfbereich anschwellen (primatisch hardcase). Dadurch verlieren die Zellen regelmäßig nicht Ihre vorzüglichen Eigenschaften im Langzeitbetrieb. Ein zu starre Fixierung würde jedoch eine Einschränkung in der Betriebswese und Lebensdauer bedeuten können.It is advantageous to arrange such a distance of 1-3 mm as an optional expansion space for the cell in one area, in one or more directions. Cells may form convex or concave during operation or swell in the head area (primate hardcase). As a result, the cells do not regularly lose their excellent properties in long-term operation. Too rigid fixation, however, would be a limitation in operation and life.

Vorteilhaft ist, diese Ausdehnungsräume durch eine Isolationsmatte, Folie, Pad und dergleichen zu ermöglichen, die einer Zellatmung reversibel folgt oder sich entsprechend einer möglichen Ausdehnung anpasst.It is advantageous to allow these expansion spaces through an insulation mat, film, pad and the like, which reversibly follows a cell respiration or adapts according to a possible extent.

Die Batterieanordnung kann dabei Mittel zum Kontaktieren aufweisen. Das Gehäuse kann die Zellen gegenüber der Umgebung abdichten.The battery assembly may comprise means for contacting. The housing can seal the cells from the environment.

Vorteilhaft sind als Energiespeicher Lithiumbatterien die hohe Energiegehalte, wie bei einem LiFP (Lithiumeisenphosphate) system von > 130 Wh/kg mit einer Belastbarkeit in C (c-rate) von 3–10 C im normalen Betrieb heute kontinuierlich und gasdicht erlauben. Gerade in diesen Betriebsbedingungen zeigen sich die erfindungsgemäßen Vorteile der Kühlung durch Erdwärme, Wasser oder einem Kreislauf besonders. Dadurch, dass kein Knallgas entsteht ist der Energiespeicher sicherer, langlebiger und wartungsärmer. Die Abdichtung lässt keine Ablagerungen zu, die zu Kurzschlüssen und Funkenbildungen führen können.Advantageous as energy storage lithium batteries are the high energy content, as in a LiFP (lithium iron phosphates) system of> 130 Wh / kg with a capacity in C (c rate) of 3-10 C in normal operation today continuously and gas-tight. Especially in these operating conditions, the advantages according to the invention of cooling by geothermal energy, water or a circuit are particularly apparent. Due to the fact that no oxyhydrogen gas is generated, the energy storage device is safer, more durable and requires less maintenance. The seal does not allow for deposits that can lead to short circuits and sparking.

Die C-Rate ist der Lade- oder Entladestrom im Ampere, der als Vielfaches der Nennkapazität angegeben wird, z. Bsp. ein Entladestrom von C/10 bei einer Batterie mit 1,5 Ah ergibt 1,5 Ah/10 h = 150 mA.The C-rate is the charging or discharging current in the ampere, which is given as a multiple of the rated capacity, z. For example, a discharge current of C / 10 for a 1.5 Ah battery gives 1.5 Ah / 10 h = 150 mA.

Vorteilhaft sind aber erfindungsgemäß auch solche Energiespeicher, die mit einem Haupt- oder Nebenbetriebsmedium versorgt werden, also auch solche mit externen Speichern oder Luft Systeme, wie Lithium- oder Zink-Luftbatterien oder sogenannte Hochvoltspeichersysteme, wie etwa Lithium-Ionen Batterien, die insbesondere im Bereich von 5 V betrieben werden können. Künftig sind erfindungsgemäß auch Schwefel oder auch Magnesiumbatterien vorteilhaft, mithin die Erfindung auch mit neuartigen Energiespeichsystemen vorteilhaft ausgeführt werden kann.But are also advantageous according to the invention, such energy storage, which are supplied with a main or Nebenbetriebsmedium, including those with external storage or air systems, such as lithium or zinc air batteries or so-called high-voltage storage systems, such as lithium-ion batteries, especially in the field of 5V can be operated. In the future, sulfur or even magnesium batteries are advantageous according to the invention, and consequently the invention can also be carried out advantageously with novel energy storage systems.

Vorteilhaft ist es die Luftführung für eine Luftbatterie zum „beatmen” der Luftbatterie als Energiespeicher über die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Einrichtungen wie Membrane (15), Anschluss (9), Betriebsraumeinhausung (2), Deckel (5) oder auch den Zugang (9), über Dämmung und Staubschutz (14) als Filter bzw. auch entlang der oder im Austausch mit der Erdwärme oder der Wärmeleitverstärkungseinrichtung (17) zu konditionieren, wobei Konditionierung jede Art der Behandlung im physikalischen wie chemisch oder auch biologischen Sinne meint (Option der Entkeimung). Ggf. wird ein Medium gezielt zur Steuerung mit Druck beaufschlagt oder in anteilig variiert um eine vorzügliche Betriebseigenschaft zu gewährleisten, oder auch mehrere davon.It is advantageous for the air duct for an air battery to "ventilate" the air battery as energy storage via the inventively proposed devices such as membrane ( 15 ), Connection ( 9 ), Operating room housing ( 2 ), Lid ( 5 ) or access ( 9 ), about insulation and dust protection ( 14 ) as a filter or also along or in exchange with the geothermal heat or the Wärmeleitverstärkungseinrichtung ( 17 ), where conditioning means any kind of treatment in the physical, chemical or biological sense (option of sterilization). Possibly. a medium is selectively pressurized to the control or varied in proportion to ensure an excellent operating characteristic, or even several of them.

Von erfindungsgemäßem besonderem Vorteil sind Energiespeicher-Zellen oder Module bzw. Batterien prismatischen Typs. Daraus solche, die in einem Z-Falten oder Falten/Wickel Prozess hergestellt worden sind, deren Elektroden-Separatoranordnung in einer elektrochemischen Einheit also zumindest eine solche Anordnung vorsieht, sind von erfinderischem besonderen Vorteil. Dabei sind Elektroden in/auf den Separator gelegt, der gefaltet wird, und oder oder, Stapel oder Wickel werden zusätzlich eingewickelt oder eingesponnen. Der besondere Vorteil besteht hier darin, dass diese Energiespeicher vorzügliche Sicherheitseigenschaften im Betrieb (Feldfehler, Kurzschlüsse) und bei eventuellem Missbrauch (Überladung, Übertemperatur, Kurzschlüsse, Impakt, mechanische Einwirkungen) zeigen, es entsteht kein Feuer und keine Explosion.Energy storage cells or modules or batteries of prismatic type are of particular advantage according to the invention. From this, those which have been produced in a Z-fold or folding / winding process, the electrode separator assembly in an electrochemical unit thus provides at least one such arrangement, are of inventive particular advantage. In this case, electrodes are placed in / on the separator, which is folded, and or or, stack or winding are additionally wrapped or spun. The particular advantage here is that these energy storage show excellent safety features during operation (field faults, short circuits) and possible abuse (over-charging, over-temperature, short circuits, impact, mechanical effects), there is no fire and no explosion.

Energiespeicher können im Sinne der vorliegenden Erfindung modular oder aus mehreren Baugruppen zu einem Energiespeichersystem aufgebaut werden. Vorteilhaft ist ein Aufbau aus diskreten Batteriebaugruppen, Modulen oder Batterien im Falle eines Energiespeichers, der aus Lithium-Ionen Batterien besteht. Ein Energiespeicher umfasst mindestens eine elektrochemische Zelle.Energy storage can be modular or made up of several modules to an energy storage system in the context of the present invention. Advantageous is a structure of discrete battery modules, modules or batteries in the case of an energy storage, which consists of lithium-ion batteries. An energy store comprises at least one electrochemical cell.

Bevorzugt sind für die Energiespeicher als ortsfesten Batterie Systeme aus der Familie der ionischen Batterien, insbesondere die Lithium-Ionen-Batterien und Li-Metallbatterien. Auch die temporäre Anordnung eines Moduls einer Batterie oder eine Batterie einer Batteriebaugruppe ist erfindungsgemäß von Vorteil. Ein Modul im Sinne der Erfindung umfasst mindestens eine Zelle, die eine Umhüllung aufweist, die diese weitgehend gas- und flüssigkeitsdicht abgrenzt. Eine Batterie kann im Sinne der Erfindung aus Zellen oder Modulen bestehen, eine Batteriebaugruppe aus Zellen, Modulen und/oder Batterien.Preferred for the energy storage as fixed battery systems from the family of ionic batteries, in particular the lithium-ion batteries and Li-metal batteries. The temporary arrangement of a module of a battery or a battery of a battery assembly is inventively advantageous. One Module in the sense of the invention comprises at least one cell which has an envelope which largely delimits these gas and liquid-tight. A battery may in the context of the invention consist of cells or modules, a battery assembly of cells, modules and / or batteries.

Die Batterieanordnung ist dabei vorzugsweise derart ausgestaltet, dass diese zumindest zeitweise wesentliche Anteile der von einem Energieerzeuger wie einer Solarstromeinheit oder einer Turbine, einem Generator oder Kombinationen daraus, erzeugten oder im Netz verfügbaren elektrischen Energie aufnehmen kann. Damit ist gemeint, dass die Batterieanordnung mindestens 25%, insbesondere mindestens 50%, insbesondere 75%, insbesondere 90%, insbesondere 100% der maximal erzeugbaren elektrischen Leistung aufnehmen und reversibel umwandeln kann. Übertragen auf einen Bedarfsträger wie ein Wohnhaus, kann dies analog für den Bedarf des Wohnhauses übertragen werden. Es soll vorzugsweise eine Reservefunktion und Kapazität zur Verfügung gestellt werden, die auch bei Netzstörung oder Engpass in der Energieerzeugung zur Verfügung steht, etwa auch um Notfallversorgungen abzusichern, wenn ggf. ein Zutritt in das Objekt oder Zur Anlage/Wohnhaus temporär nicht möglich ist.The battery assembly is preferably designed such that it can at least temporarily record significant portions of the energy generated by a power generator such as a solar power unit or a turbine, a generator or combinations thereof, or available in the network. By this is meant that the battery assembly can accommodate at least 25%, in particular at least 50%, in particular 75%, in particular 90%, in particular 100% of the maximum producible electrical power and convert it reversibly. Transferred to a consumer such as a residential building, this can be analogously transferred to the needs of the residential building. It is preferable to provide a reserve function and capacity, which is also available in the event of network failure or bottleneck in power generation, for example, to secure emergency supplies if, if necessary, access to the property or to the facility / residential building is temporarily not possible.

Energiespeicher oder elektrochemische Vorrichtungen können nach einer vorteilhaften Ausgestaltung als Hybridsystem vorzugsweise mit Kondensatoren aufgebaut sein, auch unterschiedliche Formen und Typen von Energiespeichern und elektrochemischen Vorrichtungen sind erfindungsgemäß vorteilhaft.Energy storage or electrochemical devices may be constructed according to an advantageous embodiment as a hybrid system, preferably with capacitors, and also different shapes and types of energy storage devices and electrochemical devices are advantageous according to the invention.

Nach einem bevorzugten Beispiel sind im Betriebsraum Hochleistungs- und/oder auch Hochenergiekondensatoren angeordnet oder vorzugsweise auch ionische Batterien, die den Kapazitäteneffekt ausnutzen. Das wäre insoweit von Vorteil, da diese eine kurzzeitige sehr hohe Belastung abfedern könnten, etwa bei einem Kurzschluss im Netz oder einem massiven Ausfall für Sekundbruchteile oder einige Sekunden.According to a preferred example, high-performance and / or high-energy capacitors are arranged in the operating room, or preferably also ionic batteries, which utilize the capacitance effect. That would be advantageous insofar as they could absorb a short-term very high load, such as a short circuit in the network or a massive failure for secondary fractions or a few seconds.

Von besonderem Vorteil ist es, diese Module oder Batterien/Zellen durch ein Isolationsmaterial mit einer Ingenieurkeramik wie im Folgenden beschrieben oder einem Material wie Microtherm Platten oder Formkörper wie Zylinder daraus zur Umwicklung, seitlichen Beanstandung und als Box ohne festen Deckel oder einfach als Abschottung zum nächsten Modul zu verwenden. Dabei ist es von erfinderischem Vorteil, dass ein Material oberflächlich oder in der ersten Lage bei Auftreten von Übertemperatur verbackt, denn die unteren Lagen oder das weitere Material hält seine dämmende und schützende Funktion aufrecht, um den sogenannten Kaskadeneffekt, also das Durchbrennen eines Elements oder Moduls in Folge der Hitzeübertragung von außen, auszuschließen.It is particularly advantageous, these modules or batteries / cells by an insulating material with an engineering ceramics as described below or a material such as Microtherm plates or moldings such as cylinders to wrap, lateral complaint and as a box without a fixed lid or simply as foreclosure to the next Module to use. It is of inventive advantage that a material on the surface or in the first layer when overtemperature occurs, because the lower layers or the other material maintains its insulating and protective function up to the so-called cascade effect, ie the burning of an element or module due to the heat transfer from the outside, to exclude.

Das ist besonders vorteilhaft, weil somit lediglich unter Umständen ein lokal gut beherrschbares Überhitzungs- oder Brandevent aus einer Ursache wie einem internen Kurzschluss auftritt, welches dann lokal gut beherrschbar in dem erfinderischen Batterieraum ist.This is particularly advantageous because only under certain circumstances a locally well controllable overheating or fire event from a cause such as an internal short circuit occurs, which is then locally well controlled in the inventive battery compartment.

Kurzschlüsse mit Lichtbogen können aus unterschiedlichen Gründen entstehen, zum Beispiel durch

• menschliches Versagen, etwa indem Werkzeug oder Ausrüstungsgegenstände liegengelassen werden oder indem etwa ein Amperemeter statt eines Voltmeters verwendet wird;
• schlechte Anschlussverbindungen (die u. a. dadurch entstehen können, dass Schrauben „zu fest” angezogen werden);
• außergewöhnliche Erwärmung und Hitze, durch Miniaturisierung der Anlagentechnik, Oberwellenströme/Wirbelströme etc., lose Kontaktstellen, ausgeglühte Kontaktapparate und Kontakte von Schaltgeräten, oxydierte, versilberte Kontaktoberflächen von NH-Betriebsmitteln (Schaltgeräte etc.); bei einem Einsatz in „stärkehaltiger” Umgebung beeinflusst die Bildung von Silber-Sulfid durch Schwefelwasserstoff den Kontaktübergangswiderstand äußerst negativ;
• Vibrationen, aggressive Atmosphäre (z. B. Silber-Sulfid ist isolierend!);
• das Eindringen von Kleintieren (Mäuse, Ratten etc.) über die Kabelzuführung und dort selbst nicht abgedichtete Schaltschränke/Gehäuse;
• Isolationsfehler an Schaltgeräten und Leitungen durch außergewöhnliche Erwärmung;
• Feuchtigkeit/Verschmutzung (leitender Staub);

sonstige Fremdkörper/herabfallende Metall- und Kleinteile.Short circuits with arcs can arise for different reasons, for example through

Human error, such as leaving tools or equipment behind, or using an ammeter instead of a voltmeter;
• bad connection connections (which can be caused by, among other things, tightening screws too tightly);
• extraordinary heating and heat, due to miniaturization of the system technology, harmonic currents / eddy currents, etc., loose contact points, annealed contact devices and contacts of switching devices, oxidized, silvered contact surfaces of NH equipment (switching devices, etc.); when used in a "starchy" environment, the formation of silver sulfide by hydrogen sulfide has a very negative influence on the contact resistance;
• Vibrations, aggressive atmosphere (eg silver sulphide is insulating!);
• the penetration of small animals (mice, rats, etc.) via the cable feed and enclosures / enclosures not sealed there themselves;
• Insulation failure of switching devices and cables due to extraordinary heating;
• moisture / pollution (conductive dust);

other foreign bodies / falling metal and small parts.

Erfindungsgemäß wird der Einsatz von Hochstrom-Leistungsschaltern zum Netz- und Kurzschlussschutz mit äußerst geringer Gesamtabschaltzeit (≤ 30 ms) bei Nennströmen ≥ 630 A vorgesehen; ferner:

• Überwachung der Hauptkontakte an Leistungsschaltern (Kontaktabbrand, -abnutzung);
• Einsatz strombegrenzender Sicherungen zum Überstrom- und Kurzschlussschutz bei Nennströmen ≤ 630 A;
• Zum selektiven Netzaufbau: Einsatz von Sicherungen bis ≤ 630 A oder Hochstrom-Leistungsschaltern bei ≥ 630 A mit zonen-selektiver, „zeitverkürzter” Selektivitäts-Steuerung, welche im Gegensatz zur zeitselektiven Steuerung innerhalb weniger Millisekunden abschalten. Durch die äußerst schnelle Abschaltung der beiden unterschiedlichen Schutzorgane unmittelbar nahe dem Kurzschlusspunkt wird die Durchlassenergie und damit die Möglichkeit der Zündung eines Störlichtbogens deutlich reduziert.
• Einsatz von Isolierstoff-Bauteilen wie Abdeckungen/Schottungen etc. aus schwer-entflammbarem, selbstverlöschendem Material nach DIN 4202 Teil 1, Baustoffe der Klasse B1 bzw. Materialien entsprechend VDE 0304 Teil 3, Stufe BH 2–30 ;
• Einsatz von Schaltgeräten, die elektrisch und/oder mechanisch gegen Fehlbedienung verriegelt sind;
• Eine Typprüfung mit abschließender Stückprüfung eines jeden einzelnen Feldes gewährleistet einen hohen Qualitätsstandard.

According to the invention, the use of high-current circuit breakers for network and short-circuit protection with extremely low total turn-off time (≤ 30 ms) at rated currents ≥ 630 A is provided; further:

• monitoring the main contacts on circuit breakers (contact erosion, wear);
• Use of current-limiting fuses for overcurrent and short-circuit protection at nominal currents ≤ 630 A;
• For selective network setup: Use of fuses up to ≤ 630 A or high-current circuit-breakers at ≥ 630 A with zone-selective, "time-delayed" selectivity control, which in contrast to the time-selective control switch off within a few milliseconds. Due to the extremely rapid shutdown of the two different protective devices immediately near the short-circuit point, the transmission energy and thus the possibility of igniting an arc fault is significantly reduced.
• Use of insulating components such as covers / enclosures, etc. made of flame-retardant, self-extinguishing material DIN 4202 Part 1, building materials class B1 or materials accordingly VDE 0304 part 3, level BH 2-30 ;
• Use of switching devices that are electrically and / or mechanically locked against incorrect operation;
• A type test with final routine check of each individual field ensures a high quality standard.

Die Störlichtbogen-Sicherheit, hier das Verhalten bei innerer Lichtbogen-Zündung, insbesondere der Personenschutz kann durch eine weitere, zu vereinbarende Prüfung nach VDE 0660 Teil 500, Beiblatt 2 bzw. EN 60439-1, Beiblatt 2 nachgewiesen werden. Die Auswirkungen eines Störlichtbogens lassen sich zusätzlich vermindern, indem die Größe und Dauer eines Kurzschlussstromes durch geeignete Mittel begrenzt wird. Dies wird empfohlen.The arc fault safety, here the behavior with internal arc ignition, in particular the protection of persons can by a further, to be agreed upon examination after VDE 0660 Part 500, Supplement 2 respectively. EN 60439-1, Supplement 2 be detected. The effects of an arc fault can be further reduced by limiting the size and duration of a short-circuit current by appropriate means. This is recommended.

Erfindungsgemäß von besonderem Vorteil sind die Anordnung einer oder mehrerer, vorzüglich keramischer, Lichtbogenschutzelemente. Diese sollen an oder in unmittelbarer Umgebung des Energiespeichers schnellreaktionsfähig sein, also vorzüglich im Bereich von 20–120 ms auslösen. Im Sinne der vorliegenden Erfindung kommen hier alle technischen Lösungen, mit und ohne Lichtbogenwächter in Frage. Erfindungsgemäß sind Leistungsschalter, die unter 35 ms schalten und den Energiespeicher kumuliert komplett abschalten. Im Sinne der Erfindung wird das Überwachungssystem das lichtbogentypische Lichtspektrum detektieren und erfasst das Stromsignal. Steht eines davon an, wird sicherheitshalber über die Auslöseelektronik die Abschaltung des Leistungsschalters aktiviert. Beispiele für solche Lichtbogenwächter sind TVOC Typen von ABB.According to the invention, the arrangement of one or more, preferably ceramic, arc protection elements is of particular advantage. These should be fast-reacting on or in the immediate vicinity of the energy store, thus triggering excellently in the range of 20-120 ms. For the purposes of the present invention, all technical solutions come here, with and without arc monitor in question. According to the invention, circuit breakers that switch below 35 ms and completely shut off the energy storage device. For the purposes of the invention, the monitoring system will detect the light arc typical light spectrum and detects the current signal. If one of them is on, the circuit-breaker of the circuit-breaker is activated via the tripping electronics as a precaution. Examples of such arc monitors are TVOC types from ABB.

Erfindungsgemäß von besonderem Vorteil ist es, die Detektoren der Lichtbogenüberwachungsanlage im Insekten oder Fischaugenprinzip, vorteilhaft 3–9 Stück, an der Lichtbogenwächtereinheit anzuschließen. Neben einer höheren Funktionssicherheit kann somit gut alles überwacht werden.According to the invention, it is of particular advantage to connect the detectors of the arc monitoring system in the insect or fish-eye principle, advantageously 3-9 pieces, to the arc watchdog unit. In addition to a higher reliability can thus be well monitored everything.

Vorteilhaft ist, diese Detektoren unterhalb des Staubschützes entsprechend so zum Energiespeicher anzuordnen, dass alle Kontakte, Kabel, Verbinder und dergleichen im Energiespeicher wirksam erfasst werden können. Die Anordnung unter dem Staubschutz ist vorteilhaft, da Kontaktstellen durch etwa Silber-Sulfid Bildung (ländliche Umgebung) im Hinblick auf Korrosion wie Kontaktübergangswiderstände negativ beeinflusst werden.It is advantageous to arrange these detectors below the dust guard according to the energy storage so that all contacts, cables, connectors and the like can be effectively detected in the energy storage. The arrangement under the dust cover is advantageous because contact points are adversely affected by, for example, silver sulfide formation (rural environment) with respect to corrosion such as contact resistance.

Die in Lithiumbatterien eingesetzten Materialien können, dies ist der Ausnahmenfall vorzugsweise eines Defektes, austreten, in flüssiger Form der Elektrolyt. Die Lösungsmittel des Elektrolyten sind brennbar, reizend, umweltgefährdend, auch ggf. in Ihren Zersetzungprodukten. Ff. Tabelle gibt einen Überblick zu solchen Materialien aus Lithium-Ionen Batterien: Substanz Ethylencarbonat Abkürzung Siedepunkt [°C] Flammpunkt [°C] Zündtemperatur [°C] Explosionsgrenze [%] Heizwert Wh/kg (berechnet) Dimethylcarbonat DMC 90 16 465 10–25 ca. 3700 Ethylencarbonat EC 250 150 465 3–16 ca 3100 Propylencarbonat PC 240 135 510 > 2 ca. 4100 Polyelthylen PE – – – – 12200 Graphit C – – ca. 600 – 9100 The materials used in lithium batteries can, this is the exception, preferably a defect, emerge, in liquid form, the electrolyte. The solvents of the electrolyte are flammable, irritating, hazardous to the environment, also possibly in their decomposition products. Ff. Table gives an overview of such materials from lithium-ion batteries: Substance ethylene carbonate abbreviation Boiling point [° C] Flash point [° C] Ignition temperature [° C] Explosion limit [%] Calorific value Wh / kg (calculated) dimethyl DMC 90 16 465 10-25 about 3700 ethylene EC 250 150 465 3-16 about 3100 propylene carbonate PC 240 135 510 > 2 about 4100 Polyelthylen PE - - - - 12200 graphite C - - about 600 - 9100

Wie beschrieben, können in Verbindung mit Wasser und offenen Lithiumbatterien Knallgas oder Flammen entstehen, es wird HF freigesetzt oder gebildet. Auch schleichend wird HF eine Isolation und Dämmung so schädigen können, dass diese im Einsatzfall versagt.As described, in conjunction with water and open lithium batteries, oxyhydrogen gas or flames may be generated, HF is released or formed. Even insidiously, HF will be able to damage insulation and insulation in such a way that it fails in use.

Vorteilhaft ist daher die Auskleidung oder Isolation der vorzüglich flüssigkeitsdichten Batterieaufnahme (12) durch geeignete Ingenieurkeramiken. Advantageously, therefore, the lining or insulation of the excellent liquid-tight battery receptacle ( 12 ) by suitable engineering ceramics.

Gemäß einer besonderen Ausführung sind diese Keramiken mehrlagig aufgebracht und können optional mit Sonderdichtwerkstoffen + Fasern angeordnet oder embedded sein. Wegen der beschriebenen Problematik des Auftretens von HF oder der schnellen Temperaturwechselbelastung ist erfindungsgemäß eine Karbid-Keramik oder ein Derivat daraus vorteilhaft.According to a particular embodiment, these ceramics are applied in multiple layers and can optionally be arranged or embedded with special sealing materials + fibers. Because of the described problem of the occurrence of HF or the rapid thermal cycling, a carbide ceramic or a derivative thereof is advantageous according to the invention.

Im Sinne der Erfindung wird im Besonderen unter einem Ereignisfall auch eine insbesondere durch einen inneren Kurzschluss eines Energiespeichers ausgehende starken Erhitzung ggf. mit Entgasung oder Feuer oder thermal runaway verstanden, die sich als sogenannter Kaskaden- oder fire-propagation Effekt auf andere Energiespeicher oder deren Elemente übertragen kann.For the purposes of the invention, in particular an event case is understood to mean a strong heating, possibly with an internal short circuit of an energy store, possibly with degassing or fire or thermal runaway, which acts as a so-called cascade or fire propagation effect on other energy stores or their elements can transfer.

Diese Karbid Keramiken sind vorzüglich zur Auskleidung verwendet oder bilden seitlich Formkörper, die eine Batterie oder ein – Modul zumindest teilweise umschließen. Ingenieurkeramiken der beschrieben Art halten mehr als 1200^C aus bei schnellen Temperaturwechseln, gegen solche Schocks verbinden diese die Eigenschaft der HF-Resistenz, so dass solche Keramiken wie Karbide, speziell rekristallisiertes Siliziumkarbid nach einer besonderen erfinderischen Ausführungsform vorzüglich geeignet sind. Die geometrische Form eines Hohlzylinders um ein Batteriemodul kann gemäß einer besonderen Abwandlung einer erfinderischen Detaillösung dafür sorgen, dass die entstehende Hitze und die Gase besser abgeleitet werden und sich kein Stau über der Batterieaufnahme im Batterieraum bildet. Vorteilhaft bauen diese Anordnungen auch ggf. einen Druckanstieg gut ab.These carbide ceramics are used excellently for lining or laterally form bodies that at least partially enclose a battery or a module. Engineered ceramics of the kind described withstand more than 1200 ° C. with rapid temperature changes, against which shocks combine the property of HF resistance, so that such ceramics as carbides, especially recrystallized silicon carbide according to a particular inventive embodiment are excellently suitable. The geometric shape of a hollow cylinder around a battery module, according to a particular modification of an inventive detailed solution, ensure that the resulting heat and the gases are better dissipated and no congestion forms over the battery receptacle in the battery compartment. Advantageously, these arrangements also possibly reduce pressure rise well.

Nach einer weiteren Abwandlung kann die Keramik auch aus NSI oder SSn oder ATI (Aluminiumtitanat) sowie RSCI oder Derivaten und Kombinationen davon auch mit einem der hier erfinderisch beschrieben Materialien sein.According to a further modification, the ceramic can also be made of NSI or SSn or ATI (aluminum titanate) as well as RSCI or derivatives and combinations thereof also with one of the materials described herein in an inventive manner.

Vorteilhaft sind Keramiken, ggf. mit Sonderdichtstoffen und Fasern mehrlagig ausgebildet.Ceramics, if appropriate with special sealants and fibers, are advantageously multi-layered.

In einer vorteilhaften Ausführung werden Glasfasern eingesetzt.In an advantageous embodiment, glass fibers are used.

Gemäß einer Abwandlung besteht der dichte Batterieboden aus abgedichtetem GFK aus einem Recyclingprozess, welcher mit solchen Keramiken mehrlagig ausgelegt oder beschichtet, beklebt verspannt und dergleichen ist.According to a modification, the dense battery bottom made of sealed GRP consists of a recycling process which is designed or coated with such ceramics in multiple layers, glued, clamped and the like.

Erfinderisch vorteilhaft und überraschend wurde gefunden, dass diese Keramiken, Schaumbildner oder auch Mikrotherm in den beschriebenen beispielhaften Anordnungen oder auch Kombinationen einen Kaskadeneffekt wirksam verhindern konnten. Somit ist ein wesentlicher Beitrag zur Eindämmung eines Ereignisses für Energiespeicher vorteilhaft erbracht worden. Andere Energiespeicher wurden nicht mehr angesteckt.It has been inventively found to be advantageous and surprising that these ceramics, foaming agents or also microthermals could effectively prevent a cascade effect in the described exemplary arrangements or even combinations. Thus, a significant contribution to containment of an event for energy storage has been advantageously provided. Other energy stores were not infected.

Eine erfindungsgemäß vorteilhafte Flüssigkeitsabdichtung kann durch Verbundfolien, Modulen, Matten oder Formkörpern und dergleichen, der Auskleidung der Batterieaufnahme, Edelstahl oder auch Asphaltzement, wasserdichter Schutzbeton und dergleichen erreicht werden.An inventively advantageous liquid seal can be achieved by composite films, modules, mats or moldings and the like, the lining of the battery holder, stainless steel or asphalt cement, waterproof protective concrete and the like.

Vorteilhaft ist, wenn die Kabelbahnen mit einem Material wie Pyro Bubbles abgedeckt sind. Gemäß einer besonderen Ausführung erfolgt der Einsatz von Isolierstoff-Bauteilen wie Abdeckungen/Schottungen aus schwerentflammbaren, selbstverlöschendem Material nach DIN 4202 Teil 1, Baustoffen der Klasse B1 bzw. entsprechend VDE 0304 Teil 3, Stufe BH 2–30 .It is advantageous if the cable ducts are covered with a material such as pyro bubbles. According to a particular embodiment, the use of insulating components such as covers / bulkheads made of flame retardant, self-extinguishing material after DIN 4202 Part 1, building materials class B1 or accordingly VDE 0304 part 3, level BH 2-30 ,

Von besonderem Vorteil gemäß einer Ausführung ist es eine automatische Verteilanlage anzuordnen, die mit der beschrieben Detektionseinrichtung gekoppelt ist und in der Lage ist, bedarfsgerecht und schnell, robotisch, ein Brandschutzmittel oder ein Kühlmittel an den Ereignisort eines Lichtbogens, Überhitzung oder Abgasung/Öffnung bzw. eines Brandes einer Batterie oder eines Moduls zu leiten. Dies kann als Strahl, Nebel oder Staub oder Materialstrahl erfolgen. Solche Einrichtungen kennt man aus Hochhäusern in Dubai insbesondere.It is particularly advantageous according to an embodiment to arrange an automatic distribution system, which is coupled to the described detection device and is capable of promptly and quickly, robotically, a fire protection agent or a coolant to the event location of an arc, overheating or exhaust / opening or fire a battery or module. This can be done as a jet, mist or dust or material jet. Such facilities are known from high-rise buildings in Dubai in particular.

Vorteilhaft ist, wenn ein Aufsaugmaterial, schwerentflammbar und nicht leitfähig angeordnet ist, welches die 1,5 fache Menge der möglichen freiwerdenden Stoffe aufnehmen kann. Vorgeschlagen wird ferner erfindungsgemäß vorteilhaft, das die 2 fache Menge aufnehmbar ist.It is advantageous if an absorbent material, flame retardant and non-conductive is arranged, which can absorb 1.5 times the amount of possible released substances. It is also proposed according to the invention advantageous that 2 times the amount can be received.

Als Umlage und Abdichtungsmaterial (4) über und um die Energiespeicher ist erfindungsgemäß vorteilhaft eine zweifach, unabhängig in lagen von Dämmmaterialplatten aus Steinwolle angebrachte Dämmung. Die Dicke sollte nach einer vorteilhaften Ausführung mindestens 160 mm betragen und die Steinwolle muss einen Schmelzpunkt von mehr als 1000°C aufweisen. As contribution and sealing material ( 4 ) Over and around the energy storage according to the invention is advantageously a double, independent in layers of insulating stone wool insulation boards attached. The thickness should be at least 160 mm in an advantageous embodiment and the rock wool must have a melting point of more than 1000 ° C.

Vorteilhaft ist dadurch erreicht, dass etwaige Stäube, Rauch, Hitze in der Steinwolle gefiltert oder neutralisiert werden, auch wenn die erste Isolation im Batterieaufnahmeraum oder dem Batterieraum durch zu große Hitze aufbacken sollte, dies in der oberen Schicht und dadurch Partikel freisetzt, die sich mit dem Brandgas und deren Partikeln vermischen.Advantageously, this is achieved by filtering or neutralizing any dusts, smoke, heat in the rockwool, even if the first insulation in the battery receiving space or the battery compartment should be baked by excessive heat, which releases particles in the upper layer and thereby releases particles mix the combustion gas and its particles.

Überraschend wurde gefunden, dass die Partikel, die durch eine übermäßige thermische Beanspruchung von hier beschriebenen Ingenieurkeramiken in dem beschriebenen Fall freigesetzt werden oder anderen Oberflächen, eine eindämmende und rauchunterdrückende Wirkung auf den Batteriebrand ausüben. Dies ist vorteilhaft.Surprisingly, it has been found that the particles released by excessive thermal stress from engineering ceramics described herein in the described case or other surfaces exert a containment and smoke suppression effect on the battery burn. This is advantageous.

Obschon die vorliegende Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf konkrete Ausführungen und das Beispiel in Ihren wesentlichen Merkmalen beschrieben worden ist, versteht sich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern in dem durch die Patentansprüche vorgegebenen Umfang und Bereich abgewandelt und erweitert werden kann.Although the present invention has been described above with reference to specific embodiments and the example in its essential features, it is understood that the invention is not limited to these embodiments, but can be modified and expanded in the scope and range specified by the claims.

In einer Abwandlung wird eine Umhüllung der Batterie mit einer teilflexiblen Microtherm Isolierung angeordnet, die direkt die Module nach allen Seiten abdeckt, die Kanten umschließt und so verschlossen ist, dass diese auch bei Auftreten eines lokalen Überdruckes aus dem Energiespeicher stand hält. Vorzüglich sind dazu Klettverschlüsse, Nähte, Verklebungen und dergleichen.In a modification, a sheath of the battery is arranged with a partially flexible Microtherm insulation, which directly covers the modules on all sides, surrounds the edges and is closed so that it withstands a local overpressure from the energy storage stand. Excellent are Velcro closures, seams, gluing and the like.

Gemäß einer weiteren Abwandlung sind die Außenwände mit der beschriebenen Ingenieurkeramik ausgekleidet und mit Microtherm zusätzlich gepolstert.According to a further modification, the outer walls are lined with the described engineering ceramics and additionally padded with Microtherm.

In einer weiteren Abwandlung bestehen die Batterieaufnahmen aus Microtherm oder sind damit umhüllt, wobei nur jede zweite Batterie oder jedes dritte Modul mit einer Keramikeinheit zusätzlich geschützt ist. Diese Keramikeinheit kann ein beschichtes, beklebtes oder beplanktes Teil sein und dergleichen.In a further modification, the battery holders are made of Microtherm or are coated with it, with only every second battery or every third module is additionally protected with a ceramic unit. This ceramic unit may be a coated, glued or planked part and the like.

Vorteilhaft sind Überdruckentlastungen auch im Betriebsraum oder am oder um den Energiespeicher vorgesehen, die vorzugsweise als Sollbruchstellen, Membranen oder Bersteinrichtungen (Berstscheiben) oder Ventilen und dergleichen bestehen können. Vorteilhaft ist es zumindest eine solche Einrichtung anzuordnen.Advantageously, overpressure reliefs are also provided in the operating room or on or around the energy store, which can preferably consist of predetermined breaking points, membranes or bursting devices (rupture disks) or valves and the like. It is advantageous to arrange at least one such device.

Eine weitere Abwandlung hat eine besondere, auslösende und abdeckende Isolationsschicht, vorzüglich aus glas- und glasartigen oder keramischen oder -artigen Partikeln wie Perlen, Tubes, Granulaten die neben oder über dem Energiespeicher angeordnet sind. Auch Glasschaum- oder Keramikschaumbildner sind vorteilhaft. Kommt es nun zu einem Brand können diese aus dem vorzugsweise übergeordneten Isolationsteil herausrieseln und über und zwischen den betroffen Teil des Energiespeichers rieseln und Ihre dämmende und schützende Funktion ausüben. Dabei wirkt eine Zuführeinrichtung optional, etwa eine automatische Erkennungs- und Fördereinrichtung die über eine elektronische Steuer und Messeinrichtung das Material an den Ereignisort befördert und verteilt. Das hat den Vorteil das eine solche Einrichtung gezielt auf mehrere Batterieaufnahmen konzentriert werden kann. Dies ist effizienter bei gleich hoher Reaktionsgeschwindigkeit.Another modification has a special, triggering and covering insulating layer, preferably glass and glassy or ceramic or -like particles such as beads, tubes, granules are arranged next to or above the energy storage. Also, glass foam or Keramikschaumbildner are advantageous. If there is a fire, they can trickle out of the preferably higher-ranking isolation part and trickle over and between the affected part of the energy storage device and exert their insulating and protective function. In this case, a feed device optionally acts, for example an automatic recognition and conveying device which conveys and distributes the material to the event location via an electronic control and measuring device. This has the advantage that such a device can be focused specifically on several battery receptacles. This is more efficient at the same high reaction rate.

Von besonderem Vorteil ist aber auch ein System, welches die Erdanziehungskraft nutzt. Dabei ist das rieselfähige Material vorzüglich über dem Energiespeicher angeordnet und wird durch das Auftreten von Hitze, etwa durch Wegschmelzen einer Membran oder Eröffnung einer Sollbruchstelle aus einem Kunststoff freigesetzt. Rieselt somit auf den Ereignisort, lokal.But of particular advantage is also a system that uses gravity. In this case, the free-flowing material is arranged excellently over the energy store and is released by the occurrence of heat, such as by melting away a membrane or opening a predetermined breaking point of a plastic. Sprinkle on the event location, locally.

Vorteilhaft ist hier, dass dies etwas temporär verzögert erfolgt und quasi auch temporär verzögert auf den betroffenen Ereignisort oder den Batteriespeicher einrieselt und schließlich zumindest teilweise bedeckt, weil dadurch sich einerseits der Druck aus dem Ereignis besser abbaut und es somit nicht zu einem plötzlichen freisetzten kommt, auch nicht durch ein verzögertes Weiterbrennen und Druckaufbau, weil das Material sukzessive die Reaktion insbesondere durch massive Aufnahme gefährliches Hitze eindämmt.It is advantageous here that this occurs somewhat temporarily delayed and quasi temporally delayed on the affected event location or the battery storage trickles and finally at least partially covered, because on the one hand, the pressure from the event better degrades and thus it does not come to a sudden released also not by a delayed burning on and pressure build-up, because the material successively restricts the reaction in particular by massive absorption of dangerous heat.

Gemäß einer besonderen Abwandlung rieselt das Material dann zwischen die Batterieaufnahmen und Energiespeicher zunächst und stützt oder stärkt an der Stelle die bereits angeordnete Isolierung. Dies hat den Vorteil, dass man die an, um zwischen usw. den Batterieaufnahmen angeordnete beschrieben Isolierung dünner ausgestalten kann, nur im Ernstfall würde dies verstärkt.According to a particular modification, the material then trickles between the battery receptacles and energy storage initially and supports or strengthens the already arranged insulation at the site. this has the advantage that you can make the thinned to described between the battery receptacles described insulation described, only in an emergency, this would be strengthened.

Eine weitere Abwandlung würde für das über den Batterieaufnahmen und dem Energiespeicher gespeicherte rieselfähige Material mit Sollbruchstellen versehen, die durch die Brandmeldeanlage ausgelöst werden.A further modification would provide for the over the battery receptacles and the energy storage stored flowable material with predetermined breaking points, which are triggered by the fire alarm system.

Gemäß einer weiteren Abwandlung könnte dies aus selbstauslösenden Feuerlöschgeräten oder mittels einer Treibladung, etwa aus einem Airbag geschehen bzw. ausgelöst werden. Bei letzterem würde der Treibsatz des Airbag oder der Airbag selbst, die oben beschriebene Rückhaltungsmembrane für das rieselfähige Material aufreißen oder soweit zerstören, dass genug Material eventgerecht ausrieseln kann.According to a further modification, this could be done or triggered by self-firing fire-extinguishing devices or by means of a propellant charge, for example from an airbag. In the latter case, the propellant charge of the airbag or the airbag itself would rupture or destroy the above-described retention membrane for the flowable material enough to allow enough material to trickle out.

Vorteilhaft kann ein Gehäuse, der Energiespeicher (8), die Batteriaufnahme (12) oder der Batterieraum über die Erdwärme konditioniert oder thermostatisiert werden. Hierzu kann ein direkter, nur über die Isolation (4) und oder Bauliche Hülle (2) abgegrenzter unmittelbarer oder mittelbarer Kontakt zum Erdreich bestehen. Etwaiges Wasser in dem Bereich kann zur Konditionierung des Energiespeichers und beziehungsweise oder des Batterieraumes eingesetzt werden. Dabei kann Wasser die Energiespeichermodule zumindest teilweise umströmen.Advantageously, a housing, the energy storage ( 8th ), the battery holder ( 12 ) or the battery compartment can be conditioned or thermostated by geothermal energy. For this a direct, only over the isolation ( 4 ) and or structural shell ( 2 ) isolated direct or indirect contact with the soil exist. Any water in the area can be used to condition the energy store and / or the battery compartment. In this case, water can at least partially flow around the energy storage modules.

Das Wasser kann mittels einer Pumpe aus einer Brunnenanlage gehoben werden, um eine Kühlung des Energiespeichers zu ermöglichen. Solches Wasser weist meist ganzjährig eine gleichbleibende Temperatur von insbesondere 5°C auf. Die im Kühlprozess aufgenommene Wärme kann über Wärmetauscher weitergegeben oder in einem Wärmespeicher zwischengespeichert werden. Dies ist vorteilhaft in wärmeren Gegenden, an Südhängen, in Süddeutschland oder gemeinhin im Sommerbetrieb unter erhöhtem Kühlbedarf, etwa durch Wärmeeinstrahlung oder intensiveren Betrieb, etwa dadurch das verstärkt Sonnenstrom in Sonnenstromzyklen eingespeist werden muss. D. h. der Strom variiert mit der fluktuierenden Sonneinstrahlung, somit der Energiespeicher und der Batterieraum mit seinen Komponenten höher belastet wird, was u. a. zu einer höheren Abwärmeleistung bzw. Erwärmung des Energiespeichers führen kann. Vorzugsweise wird gemäß einer Abwandlung warme Abluft über ein Register oder eine Wärmepumpe aufgenommen und abgeführt.The water can be lifted by a pump from a well system to allow cooling of the energy storage. Such water usually has a constant temperature of 5 ° C throughout the year. The heat absorbed in the cooling process can be passed on via heat exchangers or temporarily stored in a heat storage. This is advantageous in warmer areas, on southern slopes, in southern Germany or commonly in summer with increased cooling demand, such as by heat or intensive operation, such as the increased solar power must be fed into solar cycles. Ie. the current varies with the fluctuating solar radiation, thus the energy storage and the battery compartment is charged with its components higher what u. a. can lead to a higher waste heat output or heating of the energy storage. Preferably, according to a modification, warm exhaust air is taken up and removed via a register or a heat pump.

Vorzugsweise beträgt die Temperatur durch die Erdwärme auch im Winter über 0°C, vorzugsweise in einem Bereich von 6–55°C. So kann der Energiespeicher gut auch im Winter geladen werden bzw. im Sommer betrieben werden. Die Batterieanordnung kann dabei zumindest teilweise, insbesondere vollständig unter der Geländelinie angeordnet sein. Dies ist vorteilhaft weil z. Bsp. bei über 55°C die regulären Betriebsbereiche für einen optimalen Langzeitbetrieb von Batterien schon beinahe grenzwertig erreicht sein können.In the winter, the temperature through the geothermal energy is preferably above 0 ° C., preferably within a range of 6-55 ° C. So the energy storage can be well loaded even in winter or operated in the summer. The battery assembly can be arranged at least partially, in particular completely below the terrain line. This is advantageous because z. For example, at over 55 ° C the regular operating ranges for an optimal long-term operation of batteries can be reached almost borderline.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind Betriebsräume im Innen- oder Außenbereich gelegene, für elektrische Anlagen (elektrische Betriebsräume) geeignete Räume, die insbesondere zur Unterbringung von Einrichtungen zur Erzeugung oder Verteilung elektrischer Energie und/oder zur Aufstellung von Batterien dienen. So unterscheidet man vorzugsweise Batterieräume innerhalb von Gebäuden, öffentliche sowie Zentralbatterien für Sicherheitsbeleuchtung, die in jeweils eigenen elektrischen Betriebsräumen untergebracht sein sollen.In the context of the present invention, operating rooms are located indoors or outdoors, suitable for electrical installations (electrical operating rooms) rooms, which are used in particular for the accommodation of facilities for the generation or distribution of electrical energy and / or installation of batteries. Thus, it is preferable to differentiate between battery rooms within buildings, public and central batteries for emergency lighting, which are to be housed in their own electrical operating rooms.

Arten Ein/Aufbau/Materialien der Energiespeicher bzw. der Batterieeinhausung (2) im Sinne der Erfindung und deren Bestandteile sind erfindungsgemäß Sockel, Schränke, Gehäuse aus Kohlefaser oder Metall und oder Holz/Kunststoff, Beton, Ziegel, Naturstein, Asphaltbeton, wasserdichter Beton, korrosionsgeschützte Materialien, GFK, umbauter Raum, diskrete, Containerlösungen (auch Container-Infrastrukturen) sind erfindungsgemäße Beispiele Regale, Böcke, Racks, Gehäuse und dergleichen.Types In / Construction / Materials of energy storage or battery housing ( 2 ) According to the invention and its components according to the invention sockets, cabinets, housings made of carbon fiber or metal and or wood / plastic, concrete, brick, natural stone, asphalt concrete, waterproof concrete, corrosion-protected materials, GRP, enclosed space, discrete, container solutions (including containers Infrastructures) are examples of the invention shelves, blocks, racks, housings and the like.

Die Batterieräume können erfindungsgemäß vorteilhaft fest oder beweglich angeordnet sein, in Wasser und/oder Erde im Gelände, zumindest teilweise unterhalb der Geländelinie liegen.According to the invention, the battery compartments can advantageously be fixed or movable, lying in water and / or earth in the terrain, at least partially below the terrain line.

Nach einer besonderen Ausführung kann der Batterieraum vorteilhaft als oder in Uferbefestigung, Bojen, Schwimmkörper, Boot oder Geräten und Plattformen eingebaut sein. Vorteilhaft in Fundamenten.According to a particular embodiment, the battery compartment can be advantageously incorporated as or in shore attachment, buoys, floats, boat or equipment and platforms. Advantageous in foundations.

Vorteilhaft liegt der erfindungsgemäße Batterieraum an oder unter der Erdoberfläche bzw. unter der Ebene von Verkehrswegen liegend, oder im Kontext mit Infrastrukturbauten oder Verkehrswegebauten zu sehen sind. Vorteilhat in oder an Fundamenten von Straßen, Brücken, Rampen, Eisenbahnbauten, auch U-Bahnen, Abwasseranlagen usw..Advantageously, the battery space according to the invention is located at or below the earth's surface or below the level of traffic routes, or can be seen in the context of infrastructure or Verkehrswegebauten. Vorteil has in or on foundations of roads, bridges, ramps, railway buildings, also subways, sewage systems, etc ..

Vorteilhaft ist es die Erdwärme zur Thermostatisierung durch sehr guten Übergang der Wärme zwischen der Außenseite (Erdreich), zumindest also auch teilweise also der Betriebsraumeinhausung (2), des Betriebsraumes und der Innenseite mit Batterieaufnahme (12) und Batterie (13) usw. zu nutzen. So wird ein nahezu verzögerungsfreier Wärmetransport vorzugsweise von außen nach innen erreicht. Dies führt dazu, dass innen regelmäßig eine Temperatur von 6–15°C erreichen. Insbesondere kann regelmäßig in vorzugsweise mitteldeutschen Bedingungen eine Frostsicherheit bei einer ungefähren Einbautiefe von vorzugsweise 0,6 bis 1,2 m gewährleistet werden. Dies ist vorteilhaft für einen Winterladebetrieb der Energiespeicher, regelmäßig sind Lithium-Ionen Batterien unter 0°C nur noch bedingt oder nicht ohne weiteres ladbar. Es ist vorteilhaft über Erdwärme zu konditionieren bzw. zu thermostatisieren, weil man somit den Energiespeicher nicht heizen muss, um ihn bei niedrigen Temperaturen laden zu können. Weitergehend ist dies vorteilhaft, weil die Sensorik minimiert werden kann, die die Ladetemperatur überwacht. Nach einer besonderen Ausführung entfällt diese sogar. Vorteilhaft ist das thermostatisieren ferner auch, weil die Effizienz und die Sicherheit des Systems in Bezug zu seinem gesamten Lebenszykluss verbessert wird. Vorteilhaft ist auch, dass Energiespeicher eingesetzt werden können, die für den Betriebsbereich über 0°C ausgelegt sind eingesetzt werden können. Denn auch bei Entladung bei tiefen Temperaturen ist der Betriebsbereich eingeschränkt, steigen vorzugsweise die Innenwiderstände an, man findet weniger Kapazität. All dies ist auch erfinderisch vorteilhaft gelöst. It is advantageous geothermal for thermostatting by very good transition of heat between the outside (soil), so at least so partially so the Betriebraumeinhausung ( 2 ), the operating room and the inside with battery storage ( 12 ) and battery ( 13 ) etc. to use. Thus, a virtually instantaneous heat transfer is preferably achieved from outside to inside. As a result, the temperature on the inside regularly reaches 6-15 ° C. In particular, a frost protection at an approximate installation depth of preferably 0.6 to 1.2 m can be ensured regularly in preferably Central German conditions. This is advantageous for a winter charging operation of energy storage, regularly lithium-ion batteries are below 0 ° C only conditionally or not readily chargeable. It is advantageous to condition or thermostate geothermal heat, because you must therefore not heat the energy storage to load it at low temperatures can. Furthermore, this is advantageous because the sensors can be minimized, which monitors the charging temperature. After a special execution, this is even eliminated. Further, thermostating is also advantageous because the efficiency and safety of the system is improved with respect to its entire life cycle. It is also advantageous that energy storage can be used, which are designed for the operating range above 0 ° C can be used. Even when discharging at low temperatures, the operating range is limited, preferably increase the internal resistance, you will find less capacity. All this is also solved inventive advantageous.

Unter Wärmeleitung – auch Wärmediffusion oder Konduktion genannt – wird in im Sinne der Erfindung wie in der Physik der Wärmefluss in einem Feststoff oder einem ruhenden Fluid infolge eines Temperaturunterschiedes verstanden. Wärme fließt dabei – gemäß dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik – immer nur in Richtung geringerer Temperatur. Aufgrund des Energieerhaltungssatzes geht dabei keine Wärmeenergie verloren. Wärmeleitung ist ein Mechanismus zum Transport von thermischer Energie, ohne dass dazu ein makroskopischer Materialstrom benötigt wird, wie beim alternativen Mechanismus der Konvektion. Auch der Wärmetransport durch Wärmestrahlung wird als getrennter Mechanismus betrachtet. Ein Maß für die Wärmeleitung in einem bestimmten Stoff ist die Wärmeleitfähigkeit. Wenn ein Stoff ein guter Wärmeleiter ist, dann kann er die Wärme gut von einem Molekül auf das nächste übertragen. Die Mechanismen dazu sind vielfältig und erfindungsgemäß optimal je nach vor Ort Lage auch auszuwählen und zu dimensionieren.Under heat conduction - also called heat diffusion or conduction - is understood in the context of the invention as in the physics of the heat flow in a solid or a fluid at rest due to a temperature difference. Heat flows - according to the second law of thermodynamics - always only in the direction of lower temperature. Due to the energy conservation law, no heat energy is lost. Heat conduction is a mechanism for transporting thermal energy without the need for a macroscopic flow of material, as in the alternative mechanism of convection. Also, the heat transfer by heat radiation is considered as a separate mechanism. A measure of the heat conduction in a certain substance is the thermal conductivity. If a substance is a good conductor of heat then it can transfer the heat well from one molecule to the next. The mechanisms for this are diverse and, according to the invention, optimally selectable and dimensioned depending on the location on site.

Erfindungsgemäß ist thermostatisieren kühlen und/oder thermostatisieren, auch wärmen. Bevorzugt erfolgt die Wärmeleitung über Wärmeleitverstärker (17). An der Außenseite des Betriebsraumes, bzw. also wenigstens teilweise seiner Betriebsraumeinhausung (2) werden solche Wärmeleiteinrichtungen angeordnet, die die Wärmeleitung fördern. Dazu kommen diverse Lösungen in Betracht, vorzugsweise auch Konstruktionen und Anordnungen wie Finger, Gitter, Erdwärmetauscher, Sonden, Stäbe, Rohre, die zusätzlich im Erdreich übergehen und angeordnet sind und somit den Wärmetransport ins Erdreich verbessern. Dazu können entsprechende Übergänge oder Abschnitte der Betriebsraumeinhausung (2) im Besonderen aus einem besser wärmeleitfähigen Material hergestellt sein, als der übrige Bereich. Je nach Auslegung wird dieser Übergang oder Abschnitt ausgelegt. Vorteilhaft können Wärmeleitplatten, -Folien oder Oberflächenvergrößerungen sein, auch Sandwichanordnungen.According to the invention, thermostating is cooling and / or thermostating, and also heating. Preferably, the heat conduction via Wärmeleitverstärker ( 17 ). On the outside of the operating room, or at least partially its Betriebsraumeinhausung ( 2 ), such heat conducting devices are arranged, which promote the heat conduction. For this purpose, various solutions come into consideration, preferably also constructions and arrangements such as fingers, grids, geothermal heat exchangers, probes, rods, pipes, which are also in the soil pass and arranged and thus improve the heat transfer to the ground. For this purpose, appropriate transitions or sections of the operating room housing ( 2 ) in particular be made of a better thermally conductive material than the rest of the range. Depending on the design of this transition or section is designed. Advantageous may be heat conducting plates, films or surface enlargements, including sandwich arrangements.

Bevorzugt können erfinderische Hochleistungs- oder Hochenergiespeicher mit Betriebsraum für elektrische Anlagen mit entgasungsfreien Batterien und Verfahren zur Handhabung einer in einem Betriebsraum angeordneten elektrochemischen Vorrichtung langlebig in Gruben, Höhlen oder Stollen bzw. Schächten, Bunkern jeglicher Art betrieben werden.Inventive high-performance or high-energy storage with operating space for electrical systems with degassing-free batteries and methods for handling an electrochemical device arranged in an operating room can preferably be operated for a long time in pits, caves or tunnels or shafts, bunkers of any type.

Im Sinne der Erfindung ist ein Löschmittelstutzen (3), optional zusätzlich und unabhängig von einer automatischen Löschanlage des Energiespeichers oder des Batterieraumes eine Einrichtung, die von außen als Kühl und- oder Löschmittelanschluss (3) und ggf. in einem Notfall direkt durch die Feuerwehr als Anschluss genutzt werden kann, ebenso optional erfindungsgemäß vorteilhaft mit einem zweiten Auslass-Löschmittelstutzen (3), welcher somit einen Kreislauf ermöglicht, um die hohen Reaktionswärmen aufnehmen zu können, bzw. einen Kreislauf herzustellen. Somit kann, ohne dass etwas ins Oberflächen- bzw. Grundwasser gelangt, ein Lösch- oder Kühlvorgang bis Reaktionsende durchgeführt werden.For the purposes of the invention, an extinguishing agent nozzle ( 3 ), optionally in addition and independent of an automatic extinguishing system of the energy storage or the battery compartment, a device that from the outside as a cooling and- or extinguishing agent connection ( 3 ) and possibly in an emergency directly by the fire brigade can be used as a connection, also optionally according to the invention advantageously with a second outlet extinguishing agent nozzle ( 3 ), which thus allows a cycle to accommodate the high heat of reaction can, or make a circuit. Thus, without something enters the surface or groundwater, a deletion or cooling process to be carried out until the end of the reaction.

Vorteilhaft ist es dieses Reaktionsende zeitlich und durch eine weiterer physikalische Größe wie Auftritt von Schadgas oder erhöhter Temperatur zu definieren, mithin also diese Daten zu nutzen, um über den Löschmittelstutzen (3) zu kühlen oder zu löschen/zu begasen.It is advantageous to define this end of the reaction in terms of time and by a further physical variable such as the occurrence of noxious gas or elevated temperature, and therefore to use this data in order to use the extinguishing agent nozzle ( 3 ) to cool or to extinguish / aerate.

Im Sinne der Erfindung ist ein erstes Abdichtungsmaterial und Isolation (4) vorgesehen, welches in erster Linie der thermischen Isolation dient. Das kann aus Dämmmaterialien bestehen und segmental angeordnet sein. Dieses hat Vorteile wie Gasaufnahme, Isolation gegen gefährliche Hitze, Partikelaufnahme, wird aber für den normalen Betriebsfall so angeordnet, dass physikalische Einflüsse von außen wie Temperatur und Feuchtigkeit eingedämmt werden.According to the invention, a first sealing material and insulation ( 4 ), which serves primarily the thermal insulation. This can consist of insulating materials and be arranged segmentally. This has advantages such as gas absorption, insulation against dangerous heat, particle absorption, is but arranged for normal operation, so that physical influences from outside such as temperature and humidity are contained.

Von besonderem Vorteil ist erfindungsgemäß als Abdichtungsmaterial und Isolation (4) eine Steinwolle oder -derivate auch in Matten oder Plattenform einzusetzen. Dabei sollen die Lagen nicht einfach stößig gelegt angeordnet werden sondern vielmehr eine Art Verbund geschaffen werden, mithin also ein Verband, mit Überständen und einem widerstandsfähigeren Einfassungselement angeordnet werden. Diese kann aus einem anorganischen, mineralischem Material bestehen. Vorteilhaft bleibt bei einer erfindungsgemäßen Abdichtungsmaterial und Isolation (4) eine Druckausgleichsfunktion erhalten, in dem sich Segmente leicht verschieben oder heben können.Of particular advantage according to the invention as a sealing material and insulation ( 4 ) to use a rock wool or derivatives in mats or plate form. In this case, the layers should not simply be arranged in an inappropriate manner, but rather a kind of composite should be created, ie a bandage, with projections and a more resistant edging element should be arranged. This can consist of an inorganic, mineral material. It remains advantageous in the case of a sealing material and insulation according to the invention ( 4 ) receive a pressure compensation function in which segments can easily move or lift.

Im erfindungsgemäßen Sinne ist eine Betriebsraumabdeckung (5) als eine Konstruktion angeordnet, die speziell dem Feuchtigkeitsschutz und der Stabilisierung dient, diese kann divers aufgebaut sein, so wie dies explizit für die Batterieraumeinhausung (2) bereits beschrieben worden ist.In accordance with the invention, an operating room cover ( 5 ) is arranged as a construction that specifically serves the purpose of moisture protection and stabilization, this can be diversely constructed, as explicitly for the battery compartment housing ( 2 ) has already been described.

Eine Druckausgleich- oder Berstöffnung (6) soll erfindungsgemäß vorteilhaft so angeordnet werden, dass nach Auslösung kein Zutritt von Feuchtigkeit möglich wird. Als Membransysteme können gegen die Taupunktfeuchtigkeitsniederschläge insbesondere Gore Membrane angeordnet werden.A pressure equalization or burst opening ( 6 ) According to the invention is advantageously arranged so that after triggering no access of moisture is possible. As membrane systems, in particular Gore membrane can be arranged against the dew point moisture precipitation.

Gemäß einer vorzüglichen Ausgestaltung lässt sich der Energiespeicher auf Modulspannung oder Teilbatteriespannung der Batteriebaugruppe oder Batterie herunterschalten, dies kann im Ereignisfalle automatisch geschehen.According to an exemplary embodiment, the energy store can be switched down to module voltage or partial battery voltage of the battery assembly or battery, this can happen automatically in the event of an event.

Vorzugsweise ist ein Modul oder die Batterieanordnung lösbar in einem Batterieraum befestigt. Unter einer lösbaren Verbindung ist dabei eine derartige Verbindung zu verstehen, die dazu ausgelegt ist, im Rahmen des ordnungsgemäßen Betriebs des Energiespeichers mehrmals gelöst bzw. wieder befestigt zu werden. Ein Austauschen von Batterien, Zellen oder Modulen der Energiespeichereinheit stellt dabei, im Gegensatz vorzugsweise zu einem lediglich wartungsbedingten lösen, einen Bestandteil einer routinemäßigen Benutzung dar. Eine lösbare Verbindung eignet sich insbesondere für ein automatisiertes Lösen und Befestigen. Insbesondere kann damit erreicht werden dass ein Modul oder eine Batterie aus dem modularen Energiespeicher mit der oder mit Teilen von der erzeugten resp. gespeicherten Energie vom Batterieraum wegtransportiert werden können. Die lösbare Verbindung kann dabei mittels einer Hebevorrichtung und einem Einschub der Batterieaufnahme im Batterieraum realisiert sein. Insbesondere ein Batteriemodul kann mit Spannbolzen oder anderen geeigneten Sicherungsmitteln, gegen ein unbeabsichtigtes Lösen gesichert sein.Preferably, a module or battery assembly is releasably secured in a battery compartment. Under a detachable connection is to be understood as such a compound which is designed to be solved or re-attached several times in the context of the proper operation of the energy storage. Replacing batteries, cells or modules of the energy storage unit is here, in contrast, preferably to solve a merely maintenance-related, a part of a routine use. A detachable connection is particularly suitable for automated loosening and fastening. In particular, this can be achieved that a module or a battery from the modular energy storage with or with parts of the resp. stored energy can be transported away from the battery compartment. The releasable connection can be realized by means of a lifting device and a slot of the battery holder in the battery compartment. In particular, a battery module can be secured with clamping bolts or other suitable securing means against unintentional loosening.

Vorteilhaft lassen sich die einzelnen Module oder Batterien des Energiespeichers mechanisch entfernen und lösen in dem Fall auch eine Abschaltung aus. Dies kann mittels einer Hebevorrichtung oder eines Batteriehebels (8) geschehen. In der beschriebenen Ausführung lässt sich so ach nach einem Ereignis oder Havarie gefahrlos und aus der Entfernung ein Modul oder eine Batterie heben, wobei es zu einer gesicherten allpoligen Abschaltung des ggf. defekten Moduls oder der Batterie kommt. Mittels anderen geeigneten üblichen Elt-Werkzeugs können ggf. etwaige verbliebene Teile oder Reste aufgenommen werden. Die Keramiken, Dämmung, Isolation und die Batterieaufnahme können somit leicht instant gesetzt und vorbereitet werden, um das Energiespeichermodul oder die Batterie wieder zu ersetzen, um einen vollumfänglichen Betrieb wieder herstellen zu können.Advantageously, the individual modules or batteries of the energy storage can be mechanically removed and trigger in this case, a shutdown. This can be done by means of a lifting device or a battery lever ( 8th ) happen. In the described embodiment, it is possible, after an event or accident, to lift a module or a battery safely from a distance, resulting in a secure all-pole disconnection of the possibly defective module or battery. If necessary, any remaining parts or residues can be taken up by means of other suitable customary Elt tools. The ceramics, insulation, insulation and battery receptacle can thus be easily instant set and prepared to replace the energy storage module or battery to restore full scale operation.

Im Sinne der Erfindung sind unter externen Energiespeichernutzer grundsätzlich alle mobilen wie ortsfesten Nutzer oder Anwendungen aller Coleur zu verstehen.For the purposes of the invention, external mobile energy storage users basically include all mobile and stationary users or applications of all Coleurs.

Bevorzugt weist der Batterieraum ein erstes Lichtbogenschutzelement und/oder ein zweites Lichtbogenschutzelement auf, wobei vorzugsweise das erste Lichtbogenschutzelement eine Keramik und/oder das zweite Lichtbogenschutzelement eine Keramik aufweist. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass der Schutz der Umgebung verbessert und die die Brandgefahr verringert werden kann.The battery compartment preferably has a first arc protection element and / or a second arc protection element, wherein preferably the first arc protection element has a ceramic and / or the second arc protection element has a ceramic. An advantage of this embodiment is that the protection of the environment improves and the risk of fire can be reduced.

Bevorzugt weist der Batterieraum eine Druckentlastungseinrichtung (6) auf, die vorzugsweise wiederverschließbar ist, und die insbesondere ein Ventil, zum Beispiel ein Hörbiger-Ventil und/oder Klappe, zum Beispiel eine Mehrfach-Klappe, die zum Beispiel mehrere Lamellen aufweisen kann, wobei sich benachbarte Lamellen im geschlossenen Zustand berühren können. Die Klappe kann insbesondere eine federbeaufschlagte Klappe sein. Die Sicherheitseinrichtung kann ferner eine Sollbruchstelle aufweisen, insbesondere in einem Teil der Aufnahmevorrichtung, zum Beispiel in der Verschlusseinrichtung.The battery compartment preferably has a pressure relief device ( 6 ), which is preferably resealable, and in particular a valve, for example a Hörbiger valve and / or flap, for example a multiple flap, which may for example have a plurality of fins, wherein adjacent fins can touch in the closed state. The flap may in particular be a spring-loaded flap. The safety device may further comprise a predetermined breaking point, in particular in a part of the receiving device, for example in the closure device.

Bevorzugt ist die Innenwandung des Batterieraumes mit einem Löschmittel (11) oder einem Löschmitteladditiv beaufschlagt oder beschichtet. Das Löschmittel/-Additiv kann auch von einem Löschgerät oder von der BMA zugeschalteten Fördereinrichtung eingesprüht, eingedüst oder in sonstiger Weise eingebracht werden. Preferably, the inner wall of the battery compartment with an extinguishing agent ( 11 ) or an extinguishing agent additive or coated. The extinguishing agent / additive can also be sprayed, injected or otherwise introduced by an extinguishing device or a conveyor connected to the BMA.

Vorteilhaft ist, dass eine Konditionierung durch Erdwärme stattfindet, insbesondere mit Schicht- oder Grundwasser. Dabei kann eine Wärmetauschvorrichtung als Wärmetauscher verstanden werden, die aber auch lediglich durch das Gehäuse zur Verfügung gestellt wird. Das Gehäuse kann Energie vom Energiespeicher aufnehmenIt is advantageous that conditioning takes place by geothermal energy, in particular with stratum or groundwater. In this case, a heat exchange device can be understood as a heat exchanger, which is also provided only by the housing available. The housing can absorb energy from the energy store

Alternativ kann der Energiespeicher mit einem Kühlflüssigkeitskreislauf im wärmeübertragendem Kontakt sein, wobei der Kühlflüssigkeitskreislauf mit der Umgebungsluft in wärmeübertragendem Kontakt steht.Alternatively, the energy storage device may be in the heat-transferring contact with a cooling liquid circuit, the cooling liquid circulation being in heat-transferring contact with the ambient air.

Folgend wird die Erfindung anhand einer beispielhaften Figur beschrieben, im vorstehenden Beschreibungsteil aber schon die Lösung der Aufgabe sowie vorzügliche Ausgestaltungen und Abwandlungen jeweils detailliert beschrieben worden sind.The invention will be described with reference to an exemplary figure, in the above description part but already the solution of the problem and excellent refinements and modifications have been described in detail.

1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführten Energiespeichers (13), welcher teilweise unter der Geländelinie (1) in einem Batterieraum angeordnet ist. 1 shows a perspective view of an executed according to a first embodiment of the present invention energy storage ( 13 ), which partially under the terrain line ( 1 ) is arranged in a battery compartment.

In Zusammenhang mit den perspektivischen Darstellungen der Figur ergeben sich weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung.In conjunction with the perspective views of the figure, there are further advantages, features and applications of the present invention.

Somit kann die Batterie über Erdwärme vorteilhaft konditioniert werden.Thus, the battery can be advantageously conditioned by geothermal energy.

Die Betriebsraumeinhausung (2) verfügt neben dem Druckausgleich (6), einem Löschmittel- und Begasungsstutzen (3) der beschrieben Art und Funktion über zwei mehrlagige Dämmungen in Form von Abdichtungs- und Isolationsmaterial (4), die neben dem Gehäusedeckel (5) und der Batterieaufnahme (12) und dem dämmenden Staubschutz (14) zur Wartungsfreiheit beitragen, weil sich einerseits kein Staub auf den eigentlichen Batteriespeicher legt und andererseits auch organische Verbindungen oder Feuchtigkeit zu Korrosion und Ablagerungen führen, die eher langfristig den sicheren Betrieb eines solchen Speichers beeinträchtigen. Diese Dämmung sorgt auch dafür, das eine Partikelfilterwirkung und Druckaufnahme gegeben ist und ein Rückschlag gefährlicher Hitze im Falle eines Ereignisses eines Brandes deutlich vermindert ist.The operating room enclosure ( 2 ) has pressure equalization ( 6 ), an extinguishing agent and gassing ( 3 ) of the described type and function via two multi-layer insulation in the form of sealing and insulating material ( 4 ), which are next to the housing cover ( 5 ) and the battery holder ( 12 ) and the insulating dust protection ( 14 ) contribute to freedom from maintenance, because on the one hand no dust on the actual battery storage sets and on the other hand, organic compounds or moisture lead to corrosion and deposits that affect the long term safe operation of such memory. This insulation also ensures that a particulate filter effect and pressure absorption is given and a return of dangerous heat in the event of a fire is significantly reduced.

Die eigentlichen Speichereinheiten, Module oder Batterien (13), sind einzeln entnehmbar und die Batterieaufnahmeinheit (12) ist mit Ingenieurkeramik der beschriebenen Art ausgekleidet. Dazwischen wurden Mikrotherm Matten um die Module oder Batterien (13) gelegt. Diese tragen in beschriebenem Maß zur signifikanten Verringerung einer Brandfolge und zur Vermeidung des sogenannten Kaskadeneffektes bei. D. h. eine Überhitzung zumindest eines zweiten oder weiteren Speicherelements, vorzugsweise des benachbarten Speicherelements wie Modul oder Batterie (13) in einer solchen Batterieaufnahmeeinheit (14) im Batterieraum (2) ist verhindert. Der Batterieraum ist zumindest partiell mit einem Löschmittel (11) versehen. Mittels Hebelvorrichtung (8) lassen sich die Energiespeicher (13) wie Module und Batterien unter allpoliger Abschaltung entnehmen. Eine Membran (15) sorgt für eine Vermeidung von Feuchtigkeitsniederschlag oder Feuchtigkeitseintrag aus der Atmosphäre im Batterieraum (2). Die elektrische Schaltanlage (10) ist separat zugänglich von außen. Eine Sensoreinheit (15) dient dem Lichtbogenschutz und der Temperaturüberwachung oder der Gasdetektion.The actual storage units, modules or batteries ( 13 ), are individually removable and the battery receiving unit ( 12 ) is lined with engineering ceramics of the type described. In between, Mikrotherm mats were wrapped around the modules or batteries ( 13 ) placed. These contribute to the extent described to significantly reducing a fire sequence and to avoid the so-called cascade effect. Ie. an overheating of at least one second or further memory element, preferably of the adjacent memory element such as module or battery ( 13 ) in such a battery receiving unit ( 14 ) in the battery compartment ( 2 ) is prevented. The battery compartment is at least partially filled with an extinguishing agent ( 11 ) Mistake. By lever device ( 8th ), the energy storage ( 13 ) as modules and batteries under all-pole shutdown. A membrane ( 15 ) prevents the formation of moisture or moisture from the atmosphere in the battery compartment ( 2 ). The electrical switchgear ( 10 ) is accessible separately from the outside. A sensor unit ( 15 ) is used for arc protection and temperature monitoring or gas detection.

Zur weiteren Verbesserung der Sicherheit ist im Inneren optional ein zusätzlicher Kühlmittelbehälter angeordnet, der vorzugsweise mit Hilfsmitteln zur Kühlung gefüllt sein kann. Ferner befindet sich im Inneren die Sensoreinheit (16), welche im vorliegenden Fall eine Kombination aus einem Rauchmelder und einem Temperatursensor enthält; selbstverständlich ist auch die Verwendung lediglich von einer der beiden genannten Sensorkomponenten denkbar.To further improve safety, an additional coolant reservoir is optionally arranged inside, which may preferably be filled with auxiliary cooling means. Furthermore, inside the sensor unit ( 16 ), which in the present case contains a combination of a smoke detector and a temperature sensor; Of course, the use of only one of the two sensor components mentioned is conceivable.

Die Sensoreinheit (15) löst nach der Detektion eines Brandes den Flutvorgang vorzugsweise dadurch aus, dass sie das Öffnen des nicht dargestellten Löschwasserventils oder auch das Auslösen eine Druckpatrone in einem ebenfalls nicht dargestellten Tank am Löschmittelstutzen (3) veranlasst.The sensor unit ( 15 ) triggers after the detection of a fire, the flooding process preferably characterized in that they are the opening of the extinguishing water valve, not shown, or even triggering a print cartridge in a likewise not shown tank at the extinguishing agent nozzle ( 3 ).

Die Außen an der Betriebsraumeinhausung angebrachten Wärmeleitverstärker (17) sorgen für einen verbesserten Wärmetransport vom Erdreich zu der Betriebsraumeinhausung und verbessern damit die Gleichmäßigkeit der Temperaturverteilung insbesondere der Batterie.The outside of the service room housing mounted heat conducting amplifier ( 17 ) provide improved heat transport from the soil to the operating room enclosure and thus improve the uniformity of the temperature distribution of the battery in particular.

Im gezeigten Beispiel befindet sich im Inneren der Batterieaufnahme die elektrochemische Vorrichtung des Energiespeichers (13), hier eine Lithium-Ionen-Batterie. In the example shown, the electrochemical device of the energy store is located inside the battery holder ( 13 ), here a lithium-ion battery.

Der gezeigte Entgasungsfreier Hochleistungs- oder Hochenergiespeicher mit Betriebsraum weist ein Volumen vergleichsweise einer Trafostation für Mittelspannung auf, wobei auch andere Größen, denkbar sind.The degassing-free high performance or high energy storage with operating space shown has a volume comparatively to a transformer station for medium voltage, although other sizes are conceivable.

Gemäß einer Abwandlung, weist der entgasungsfreie Hochleistungs- oder Hochenergiespeicher mit Betriebsraumoberteil eine Abluftöffnung (6) auf. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels sind ein Filterelement, ein Säurenneutralisationselement, ein Staubfilterelement und ein Abluftkühlelement in dieser Reihenfolge vor der Abluftöffnung in dem Entgasungsfreier Hochleistungs- oder Hochenergiespeicher mit Betriebsraumoberteil angeordnet. Das Filterelement, das Säurenneutralisationselement, das Staubfilterelement und das Abluftkühlelement können über in das Deckenteil des Entgasungsfreier Hochleistungs- oder Hochenergiespeicher mit Betriebsraumoberteiles eingebrachte Halterungen gehalten werden, welche insbesondere als Haltestäbe ausgebildet sein können. Dies ist vorteilhaft in Gebäudekomplexen, deren Fundamenten, Verkehrswegebauten oder sonstigen Infrastrukturen oder Anlagen, die regen Publikumsverkehr zeigen, isoliert und autark sein sollen oder der Landesverteidigung dienen.According to a modification, the degassing-free high-performance or high-energy storage with operating room upper part has an exhaust air opening ( 6 ) on. In a preferred embodiment of the embodiment, a filter element, a Säurenneutralisationselement, a dust filter element and an exhaust air cooling element are arranged in this order before the exhaust port in the degassing high performance or high energy storage with upper operating room. The filter element, the acid neutralization element, the dust filter element and the exhaust air cooling element can be held in the ceiling part of the degassing high performance or high energy storage with operating room upper part mounted brackets, which may be formed in particular as support rods. This is advantageous in building complexes, whose foundations, traffic structure or other infrastructures or facilities, which show lively public traffic, should be isolated and self-sufficient or serve national defense.

2 zeigt dazu eine Anordnung die insbesondere dem verbesserten Brandschutz- und Brandschutzfolgen dienlich ist. 2 shows an arrangement which is particularly useful for the improved fire protection and fire safety consequences.

Insbesondere Glas- oder Keramik- und/oder Verbundmaterialschaumbildner und dergleichen können über vorhandene Vorhänge oder Segmentteilungen geleitet und gehalten werden, so dass diese vorzugsweise eben nur in einem betroffenen Segment mit dem Ereignisort zugeführt werden oder dort wirken.In particular, glass or ceramic and / or composite foam formers and the like can be guided and held over existing curtains or segment divisions, so that they are preferably only supplied to or act on the event location in an affected segment.

Eine Schicht solcher Schaumbildner kann schon bei etwa 5 cm sehr wirksam sein und sehr viel Wärme aufnehmen, bei 3 cm Lagen oder Schichtdicke sind dies bereits etwa 1000°C. Die Vorhänge und/oder Segmentteilungen bestehen vorzüglich aus einer Glasseide, die zu 1200°C beständig ist. Vorzüglich hält diese dem Druck der zuzuführenden oder zu wirkenden Schaumbildner auch während der Reaktion unter Bezug zum Ereignis am Ereignisort stand. Um ggf. Rauch- oder Brandgase oder andere Gase abzuführen und/oder einem Druckaufbau entgegen zu wirken sind Druckabführungen der beschriebenen Art angeordnet. Das können Kammern oder Abführrohre auch im Sinne von Schornsteinen oder- stutzen sein. Darin oder dabei ist erfindungsgemäß vorteilhaft nach dieser Ausführung eine optional auszulegende Wassernebelanlage (Brandschutzwassernebelanlage) angeordnet. Hochdruck-Wassernebelanlagen erzeugen mit HD-Pumpen bei einem Druck von bis zu 120 bar mit speziellen Düsen einen sehr feinen Wassernebel mit Tröpfchendurchmesser von a 10 bis 100 nm, der sich nahezu 3-dimensional gasartig ausbreitet. Durch die in Relation zur Wassermenge riesige Reaktionsfläche der Wassertröpfchen werden dem Feuer schnell große Mengen an Energie entzogen und das Temperaturniveau wird rapide und gleichmäßig abgesenkt. Dies erschwert eine Brandausbreitung vorteilhaft im Batterieraum und vermindert erheblich die Wärmestrahlungen auf Menschen, umliegende Gegenstände und tragende Gebäudeteile wie die der Batterieraumeinhausung (2). Die schnelle Brandeindämmung und die enorme Kühlwirkung vermindert die Gefahr einer Rückzündung des Energiespeichers.A layer of such foaming agent can be very effective even at about 5 cm and absorb a lot of heat at 3 cm layers or layer thickness, this is already about 1000 ° C. The curtains and / or segmental dividers are made up of a glass silk resistant to 1200 ° C. In particular, it withstands the pressure of the foaming agents to be supplied or reacted during the reaction with reference to the event at the event location. To possibly dissipate smoke or combustion gases or other gases and / or counteract pressure build-up pressure discharges of the type described are arranged. This can also be chambers or discharge pipes in the sense of chimneys or nozzles. In this or this invention is advantageously arranged according to this embodiment, an optional auszustegende water mist system (fire protection water mist system). High-pressure water mist systems with HD pumps at pressures of up to 120 bar with special nozzles produce a very fine water mist with a droplet diameter of a 10 to 100 nm, which spreads almost 3-dimensional gaseous. Due to the enormous reaction surface of the water droplets in relation to the amount of water, large amounts of energy are rapidly removed from the fire and the temperature level is lowered rapidly and evenly. This makes it more difficult to spread fire in the battery compartment and significantly reduces the heat radiation on people, surrounding objects and supporting building parts such as the battery compartment housing ( 2 ). The rapid fire containment and the enormous cooling effect reduces the risk of re-ignition of the energy storage.

Die Bekämpfung verdeckt liegender Bereiche, erfindungsgemäß besonders vorteilhaft unter der Geländelinie (1) ist somit möglich. Geringe Wassermengen erzeugen minimale Wasserschäden. Die Entsorgung personengefährdender und umweltschädigender Löschmittel entfällt. Der physiologisch unbedenkliche Nebel aus reinem Wasser kann ohne Verzögerungszeit eingesetzt werden und erleichtert anwesenden Menschen dadurch eine Flucht und erhält Rettungs- und Angriffswege für die Feuerwehr.The control of concealed areas, according to the invention particularly advantageous under the off-road ( 1 ) is possible. Small amounts of water generate minimal water damage. The disposal of person-damaging and environmentally harmful extinguishing agent deleted. The physiologically harmless mist of pure water can be used without delay and makes it easier for people present to escape and receives rescue and attack routes for the fire department.

Vorteilhaft ist auch die Anordnung einer Heißlöschschaumanlage für den Brandschutz, speziell für die massiv beobachtete Rauchentwicklung eines Batteriebrandes. Vorteilhaft kann damit auch eine adiabate Kühlung realisiert werden.Also advantageous is the arrangement of a hot-air foam system for fire protection, especially for the massively observed smoke development of a battery fire. Advantageously, an adiabatic cooling can thus be realized.

Vorteilhaft ist es ein Heißschaum Löschverfahren einzusetzen, welche ohne aufwendige Baumaßnahmen eine sichere Löschung erzielt. Das Prinzip dieses Löschverfahrens beruht hierbei auf die Ansaugung rauchgefüllter Luft (0°–1.200C°) aus dem zu schützenden Raum. Der dabei entstandene graue Leichtschaum (relativ trocken) füllt den Schutzraum innerhalb weniger Minuten. Es findet praktisch ohne Druckaufbau ein Austausch von Rauch enthaltender Luft zu Rauch enthaltenden Schaum statt. Vorteilhaft ist, dass Luft entzogen wird. Vorteilhaft ist, diese Anlage so ggf. insbesondere überdimensioniert auszulegen, dass die praktische Rauchmenge des maximalen Ereignisses, welches sich nach der Auslegung, mithin also den angeordneten beschriebenen Maßnahmen bestimmen lässt (je nach Batteriesystem divers), händelbar ist. Durch das vollständige Binden des am Brandherd entstandenen Rauches, gelangt kein Rauch/Partikel in die Atmosphäre und es kommt zur sehr schnellen Löschung in allen Bereichen des zu schützenden Raumes. Der nach ca. 9 Stunden zerfallene Schaum kann abgesaugt und entsorgt werden. Das Heißschaum Löschsystem, erfüllt Löscheigenschaften in bestimmten außergewöhnlichen Brandlastsituationen. Andere Systeme, wie Wassernebel-, Kompaktschaum-, Dampf-, Suppressions-, Inhibations- oder PyroBubbles Systeme sind optional.It is advantageous to use a hot foam extinguishing method, which achieves a safe deletion without complex construction measures. The principle of this extinguishing method is based on the intake of smoke-filled air (0 ° -1,200 ° C) from the room to be protected. The resulting gray foam (relatively dry) fills the shelter within a few minutes. There is virtually no pressure build-up an exchange of smoke-containing air to smoke-containing foam instead. It is advantageous that air is extracted. It is advantageous, if necessary, to design this system in particular oversized in such a way that the practical amount of smoke of the maximum event, which can be determined according to the design, ie the arranged measures described (diversely depending on the battery system), can be handled. Due to the complete binding of the smoke produced at the source of the fire, no smoke / particles escape into the atmosphere and it comes to very fast deletion in all areas of the protected area. The decomposed foam after approx. 9 hours can be sucked off and disposed of. The hot foam extinguishing system fulfills extinguishing properties in certain exceptional fire load situations. Other systems, such as water mist, compact foam, steam, suppression, inhibition or PyroBubbles systems are optional.

Ein solches System wird insbesondere in der Nähe von Wohngebieten, sensitiver Infrastruktur, auch Krankenhäusern und Kinder- oder Seniorentagesstätten empfohlen.Such a system is particularly recommended in the vicinity of residential areas, sensitive infrastructure, hospitals and day care centers for children or elderly people.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Geländelinieground line
22: BetriebsraumeinhausungOperating room housing
33: Löschmittel-; Begasungsstutzenextinguishing agent; Begasungsstutzen
44: Abdichtung, IsolationSealing, insulation
55: Deckel, BetriebsraumabdeckungLid, service room cover
66: Druckausgleich, BerstöffnungPressure equalization, burst opening
77: Gitter/MembraneMesh / membrane
88th: Batteriehebel, -hebevorrichtungBattery lever, lifting device
99: Zugang, Belüftung,Access, ventilation,
1010: elektrische Schaltanlageelectrical switchgear
1111: FeuerlöschmittelFire extinguishing agents
1212: Batterieaufnahme, mit IsolationBattery holder, with insulation
1313: Batterie, Modul, lösbar, freischaltbarBattery, module, detachable, unlockable
1414: Dämmung, StaubschutzInsulation, dust protection
1515: Membranmembrane
1616: Sensoreinheitsensor unit
1717: WärmeleitverstärkerWärmeleitverstärker

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 4994940 [0008]
US 2001/031392 A1 [0009]
WO 2003/065483 A2 [0010]
DE 4411842 A1 [0011]
DE 102009051215 A1 [0012]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

DIN 4202 Part 1, Class B1 building materials [0049]
VDE 0304 Part 3, Level BH 2-30 [0049]
VDE 0660 Part 500, Supplement 2 [0050]
EN 60439-1, Supplement 2 [0050]
DIN 4202 Part 1, building materials class B1 [0066]
VDE 0304 Part 3, Level BH 2-30 [0066]

Claims

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, characterized in that the high-performance or high-energy storage ( 13 ) with the soil against a material passage from the operating room ( 2 ) which is protected, at least partially below the terrain line ( 1 ) is thermostatically controlled by geothermal energy and at least one insulation or insulation ( 14 ), which in the case of an event an extinguishing agent ( 11 ) or can take up particles.

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, characterized in that via a Wärmeleitverstärker ( 17 ) is thermostated.

High-performance or high energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, according to claim 1 or claim 2, characterized in that the energy storage ( 13 ) as at least a simple module or battery with all-pole disconnection from the battery receptacle ( 12 ) is repeatedly detachable and removable.

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries according to claim 3, characterized in that the energy store ( 13 ) as at least a simple module or battery with all-pole disconnection from the battery receptacle ( 12 ) by means of a lifting device ( 8th ) is repeatedly detachable and removable.

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the BMS (battery management system) of the degassing-free energy storage ( 13 ) with an access control or access prevention device of access ( 9 ) and an arc protection device ( 13 ) is in contact and these triggers, triggers or responds to this.

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical installations with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the arc protection device ( 13 ) directly on or in the immediate vicinity of the energy store ( 13 ) and be fast-reacting, with triggering in 20-120 milli seconds (ms).

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical installations with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the arc protection device ( 13 ) in the insect or fisheye principle, 3-9 pieces, the light arc typical spectrum of light detectable, is arranged.

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the modules of the energy storage ( 13 ) or batteries ( 13 ) with a first insulation made of engineering ceramics ( 12 ) are protected against each other or against each other against transmission of overheating, which is a thermal runaway of another energy store ( 13 ) prevent.

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the engineering ceramics> 1000 ° C resists.

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the engineering ceramic> 1000 ° C resists and is resistant to HF (hydrogen fluoride).

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the engineering ceramics as carbide ceramic> 1000 ° C and resistant to HF (hydrogen fluoride) is resistant.

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the engineering ceramics resist a carbide> 1000 ° C and against HF (hydrogen fluoride) resistant NSI, SSN, ATI or RSCI or derivatives, hybrids or combinations thereof.

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that below and / or next to the energy storage ( 13 ) is a Absaugmaterial, flame retardant and non-conductive, which can accommodate at least 1.5 times the amount of possible released substances.

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, characterized in that a second insulation as insulation ( 14 ), two-fold, independently in layers of rock wool in any shape in at least 160 mm thick and must have a melting point of more than 1000 ° C.

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical installations with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the energy store ( 13 ) is at least floatable in the operating room with an extinguishing agent.

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical installations with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the energy store ( 13 ) can be flooded and cooled in the operating room with an extinguishing agent in the circuit, via the extinguishing agent nozzle ( 3 ).

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the extinguishing agent is arranged for normal operation without incident as insulation over the energy storage.

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that an insulation of glass foam or ceramic foams are arranged with at least one predetermined breaking point.

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that an insulation of glass foam or ceramic foams with at least one predetermined breaking point, which emerge by gravity after opening the predetermined breaking point down, are arranged ,

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one modular unit of the energy storage device can be removed separately.

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the modular unit of the energy storage separately means hoist removed as well as the electrical energy storage composite is disconnected when removing security for all poles.

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the inside of the degassing high performance or high energy storage with operating room upper part upstream of the exhaust opening a filter element, in particular an organic filter element is arranged.

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the filter element comprises a filter material with activated carbon, in particular with granulated activated carbon and / or with extruded activated carbon, wherein preferably the granulated activated carbon and / or the extruded activated carbon has grain sizes selected from a size group comprising grain sizes of 4 mm × 6 mm, 4 mm × 8 mm or 4 mm × 10 mm.

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the filter material has a weight fraction of activated carbon in the range of 70% to 95% and preferably in the range of 80% to 9% ,

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that Interior of the degassing high performance or high energy storage with the operating room upper part upstream of the Organikfilterelement and before the exhaust port an acid neutralization element, in particular a hydrofluoric acid neutralization element is arranged.

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the exhaust air cooling element comprises a metal wire mesh, which is arranged and configured for heat dissipation.

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the first thermal protection element rock wool and / or that the second thermal protection element comprises rock wool.

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the first thermal protection element comprises first fire retardant materials, preferably the first fire retardant materials are selected from a group of inorganic flame retardants comprising : Aluminum hydroxide (Al (OH) 3), magnesium hydroxide (Mg (OH) 2), ammonium sulfate ((NH4) 2SO4), ammonium phosphate ((NH4) 3PO4), red phosphorus, antimony trioxide (Sb2O3), antimony pentoxide (Sb2O5) and slaked lime ( Ca (OH) 2) and / or that the second thermal barrier element comprises second fire retardant materials, preferably wherein the second fire retardant materials are selected from a group of inorganic flame retardants comprising: aluminum hydroxide (A ((OH) 3), magnesium hydroxide (Mg (Mg) OH) 2), ammonium sulfate ((NH4) 2SO4), ammonium phosphate ((NH4) 3PO4), red phosphorus, antimony tri oxide (Sb2O3) antimony pentoxide (Sb2O5) and slaked lime (Ca (OH) 2).

High-performance or high energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the operating room has a first arc protection element and / or a second arc protection element, wherein preferably the first arc protection element, a ceramic and / or the second Arc protection element comprises a ceramic.

High-performance or high-energy storage with operating room for electrical systems with degassing-free batteries, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the removable energy storage ( 13 ) at least one handle element, preferably two handle elements and more preferably four handle elements.