DE202015009269U1

DE202015009269U1 - Batteriemodul

Info

Publication number: DE202015009269U1
Application number: DE202015009269.1U
Authority: DE
Original assignee: Google LLC
Current assignee: Google LLC
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2015-09-03
Publication date: 2017-01-18
Anticipated expiration: 2025-09-04
Also published as: GB201621533D0; EP3201974A1; KR101892915B1; GB2545105A; DE112015004465T5; DE112015004465B4; SG11201610706WA; KR20170012482A; EP3201974B1; CN106663766B; WO2016053570A1; CN106663766A; DK3201974T3; JP6412597B2; US20160093842A1; BR112016029997A2; JP2017526111A; BR112016029997B1

Abstract

Ein Batteriemodul beinhaltet:
Ein Gehäuse, das ein inneres Volumen definiert und einen Luftströmungsweg von einer Öffnung aufweist, die in einem ersten Endglied des Gehäuses durch das innere Volumen gebildet ist, und mit einer Öffnung, die in einem zweiten Endglied des Gehäuses ausgebildet ist;
Eine Vielzahl von Energiezellen, die in dem inneren Volumen des Gehäuses angebracht sind, wobei jede der Energiezellen ein Entlüftungselement an einem Ende der Energiezelle aufweist; und
Eine Flammensperre, die über dem Luftströmungspfad und zwischen der Vielzahl von Energiezellen und der Öffnung, die in dem zweiten Endglied des Gehäuses ausgebildet ist, angebracht ist, wobei die Flammensperre ein Sieb umfasst, das eine Vielzahl von Fluidwegen umfasst, die so bemessen sind, dass sie einen Luftstrom aus dem Luftströmungspfad ermöglichen Durch die Fluidwege und so bemessen, dass sie ein verbranntes Fluid behindern, um dort zu passieren.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung bezieht sich auf ein Batteriemodul und insbesondere auf ein Batteriemodul für eine oder mehrere Energiezellen, die eine Flammensperre beinhaltet.
HINTERGRUND
Stromzellen, wie Lithium-Ionen-Zellen, sind beliebte Arten von wiederaufladbaren Zellen, die durch hohe Energiedichten, keinen Memory-Effekt und langsamen Verlust der Ladung, während sie sich im Leerlauf-Zustand befinden, auszeichnen. Aufgrund ihrer Vorteile sind Lithium-Ionen-Zellen nicht nur in der Unterhaltungselektronik, sondern auch in militärischen, elektrischen Fahrzeug- und Luft- und Raumfahrtanwendungen üblich. Die Leistung von Lithium-Ionen-Zellen ist sowohl von der Temperatur als auch von der Betriebsspannung abhängig. Ein Problem bei Lithium-Ionen-Zellen ist das Vorhandensein einer Anzahl von Ausfallmechanismen, die ein katastrophales Versagen und anschließend ein Verbrennungsereignis brennbarer Fluide, wie Elektrolytflüssigkeit, auslösen können. In der Tat kann der Ausfall von Lithium-Ionen-Zellen die Entladung von korrosivem, leitendem und brennbarem Elektrolyt sowie die Entladung einer kleinen Menge an geschmolzenem Aluminium durch ein Entlüftungselement der Lithium-Ionen-Zellen, die die Ausrüstung beeinflussen können, beinhalten. Eine solche Entladung kann zum Verbrennungsereignis führen, in dem die brennbare Flüssigkeit verbrennt, um einen Brand in der Verpackung der Energiezellen zu verursachen, die sich auf andere Verpackungen und darüber hinaus ausbreiten könnten.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Offenbarung beschreibt Implementierungen eines Batteriemoduls, das in einigen Aspekten eine oder mehrere Flammensperren-Unteranordnungen umfasst. In einigen Ausführungsformen kann ein Batteriemodul mit einer oder mehreren Flammensperren-Unteranordnungen einen Strom von verbranntem Fluid (z. B. Gas, Flüssigkeit, Mehrphasenfluid, Dampf oder anderweitig) und/oder Flammen daran hindern, das Batteriemodul zu verlassen. In einigen Aspekten kann jede innerhalb des Batteriemoduls positionierte Flammensperre ein Passieren des Kühlluftstroms ermöglichen, um z. B. eine oder mehrere Energiezellen und/oder andere Wärme erzeugende Komponenten innerhalb des Batteriemoduls zu kühlen, während das verbrannte Fluid behindert wird oder Flammen durch sie hindurchdringen. In einigen Aspekten kann durch Verhindern oder Hindern, dass das verbrannte Fluid und/oder Flammen aus dem Batteriemodul austreten, ein weiterer Schaden an anderen benachbarten Batteriemodulen oder anderen Geräten minimiert oder verhindert werden.
In einer exemplarischen allgemeinen Implementierung umfasst ein Batteriemodul ein Gehäuse, das ein inneres Volumen definiert und einen Luftströmungsweg von einer Öffnung beinhaltet, die in einem ersten Endglied des Gehäuses, durch das innere Volumen und zu einer in einem zweiten Endglied ausgebildeten Öffnung des Gehäuses ausgebildet ist; eine Vielzahl von Energiezellen, die in dem inneren Volumen des Gehäuses angebracht sind, wobei jede der Energiezellen ein Entlüftungselement an einem Ende der Energiezelle aufweist; und eine Flammensperre, die über dem Luftströmungspfad und zwischen der Vielzahl von Leistungszellen und der Öffnung, die in dem zweiten Endglied des Gehäuses ausgebildet ist, angebracht ist. Die Flammensperre beinhaltet ein Sieb, das eine Vielzahl von Fluidwegen umfasst, die so bemessen sind, dass sie einen Luftstrom durch die Fluidwege zulassen und so konzipiert sind, dass sie ein verbranntes Fluid am Passieren hindern.
Ein erster Aspekt, der mit der allgemeinen Implementierung kombinierbar ist, umfasst ferner einen Lüfter, der in dem Gehäuse angebracht ist, um den Luftstrom zwischen der Öffnung, die in dem ersten Endglied des Gehäuses ausgebildet ist, und der Öffnung, die in einem zweiten Endglied des Gehäuses ausgebildet ist, zu zirkulieren.
In einem zweiten Aspekt, der mit irgendeinem der vorangehenden Aspekte kombinierbar ist, sind die Vielzahl von Leistungszellen derart in dem inneren Volumen gerichtet angebracht, dass die Lüftungselemente einer Versatzrichtung gegenüber mindestens einer der Öffnung, die in dem ersten Endglied oder der Öffnung ausgebildet ist, zugewandt sind, die in dem zweiten Endteil des Gehäuses ausgebildet ist.
In einem dritten Aspekt, der mit einem der vorstehenden Aspekte kombinierbar ist, umfasst die Flammensperre ferner einen Rahmen, der an dem Gehäuse befestigt werden kann, wobei der Bildschirm innerhalb des Rahmens angebracht ist.
In einem vierten Aspekt, der mit einem der vorhergehenden Aspekte kombinierbar ist, weist der Rahmen ein Durchgangsloch auf, das einen Kabelweg zwischen den Seiten der Flammensperre bildet.
In einem fünften Aspekt, der mit einem der vorstehenden Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet der Bildschirm ein erstes Sieb, wobei die Flammensperre ferner ein zweites Sieb beinhaltet, die im Wesentlichen parallel zum ersten Sieb im Rahmen angebracht ist.
In einem sechsten Aspekt, der mit einem der vorangehenden Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet das zweite Sieb mehrere zweite Fluidwege und mindestens ein Teil der zweiten Fluidwege, die unterschiedlicher Größen als ein Teil der Fluidwege des ersten Siebs sind.
In einem siebten Aspekt, der mit einem der vorhergehenden Aspekte kombinierbar ist, schließt der Flammensperre eine erste Flammensperre ein.
In einem achten Aspekt, der mit einem der vorhergehenden Aspekte kombinierbar ist, umfasst das Modul ferner einen zweiten Flammenhebel, der über dem Luftströmungsweg und zwischen der Vielzahl von Energiezellen und der Öffnung, die in dem ersten Endteil des Gehäuses ausgebildet ist, angebracht ist.
In einem neunten Aspekt, der mit einem der vorstehenden Aspekte kombinierbar ist, weist der zweite Flammensperrschirm ein Sieb auf, das eine Vielzahl von Fluidwegen umfasst, die so bemessen sind, dass sie einen Luftstrom durch die Fluidwege zulassen und so bemessen sind, dass sie ein verbranntes Fluid behindern.
In einem zehnten Aspekt, der mit irgendeinem der vorhergehenden Aspekte kombinierbar ist, umfassen die Vielzahl von Leistungszellen eine Vielzahl von Lithium-Ionen-Batterien.
In einem elften Aspekt, der mit einem der vorhergehenden Aspekte kombinierbar ist, enthält jede der Lithium-Ionen-Batterien eine Batterie des Formfaktors 18650.
In einer anderen exemplarischen, allgemeinen Implementierung umfasst ein Verfahren zum Verwalten eines Verbrennungsereignisses in einem Batteriemodul das Positionieren eines Batteriemoduls in einem Datenzentrum, wobei das Batteriemodul ein Gehäuse mit einem ersten Endglied und einem zweiten Endglied und eine Vielzahl von Leistungszellen beinhaltet, die in dem Gehäuse angebracht sind, wobei jede der Energiezellen ein Entlüftungselement an einem Ende der Energiezelle aufweist. Das Zirkulieren eines Luftstroms von einer Öffnung in dem ersten Endglied durch ein inneres Volumen des Gehäuses zum Kühlen der Vielzahl von Leistungszellen und zu einer Öffnung in dem zweiten Endglied; Umwälzen des Luftstroms durch einen Flammensperre, der innerhalb des Gehäuses und zwischen der Vielzahl von Energiezellen und der Öffnung, die in dem zweiten Endteil des Gehäuses ausgebildet ist, montiert ist; Und behindert mit dem Flammensperre eine verbrannte Flüssigkeit daran, durch das Gehäuse zu einer Umgebung in dem Datenzentrum zu gelangen.
Ein erster Aspekt, der mit der allgemeinen Implementierung kombinierbar ist, umfasst ferner das Zirkulieren des Luftstroms mit einem Lüfter, der in dem Gehäuse angebracht ist.
In einem zweiten Aspekt, der mit einem der vorhergehenden Aspekte kombinierbar ist, wird der Luftstrom durch natürliche Konvektion zirkuliert.
In einem dritten Aspekt, der mit einem der vorstehenden Aspekte kombinierbar ist, umfasst das Zirkulieren des Luftstroms durch ein Flammensperre das Zirkulieren des Luftstroms durch ein Sieb, das in einem Rahmen der Flammensperre angebracht ist.
In einem vierten Aspekt, der mit einem der vorhergehenden Aspekte kombinierbar ist, umfasst der Bildschirm ein erstes Sieb, wobei das Verfahren ferner das Zirkulieren des Luftstroms durch ein zweites Sieb umfasst, das im Rahmen im Wesentlichen parallel zum ersten Sieb angebracht ist.
In einem fünften Aspekt, der mit einem der vorstehenden Aspekte kombinierbar ist, schließt die Flammensperre eine erste Flammensperre mit ein.
Ein sechster Aspekt, der mit irgendeinem der vorstehenden Aspekte kombinierbar ist, umfasst ferner das Zirkulieren des Luftstroms durch eine zweite Flammensperre, die in dem Gehäuse und zwischen der Vielzahl von Energiezellen und der Öffnung, die in dem ersten Endteil des Gehäuses ausgebildet ist, angebracht ist; und behindert mit dem zweiten Flammensperre das verbrannte Fluid durch das Gehäuse zu der Umgebungsumgebung in dem Datenzentrum.
In einer anderen exemplarischen allgemeinen Implementierung umfasst ein Energiesystem eine Vielzahl von Batteriemodulen, die elektrisch gekoppelt sind, um eine Leistungseinheit zu bilden, die eingestellt ist, eine Vielzahl von an einem Gestell angebrachten elektronischen Geräten in einem Datenzentrum bereitzustellen. Mindestens eines der Batteriemodule beinhaltet ein Gehäuse, das zumindest teilweise an einer Umgebung an den Enden des Gehäuses offen ist und einen Fluidpfad zwischen den Enden des Gehäuses definiert; eine Vielzahl von Leistungszellen, die in dem Gehäuse angebracht sind und einen Ventilator, der in dem Gehäuse angebracht ist, um einen Luftstrom durch den Fluidpfad zu zirkulieren, damit die Vielzahl von Energiezellen gekühlt werden können; sowie ein erstes Sieb, das über dem Fluidpfad und zwischen der Vielzahl von Energiezellen und einem der Enden des Gehäuses angebracht ist, wobei das erste Sieb eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, die so bemessen sind, dass der Luftstrom passieren kann, die jedoch ein verbranntes Fluid am Passieren hemmen.
In einem ersten Aspekt, der mit der allgemeinen Implementierung kombinierbar ist, umfasst das Batteriemodul ferner ein zweites Sieb, das über dem Fluidpfad und zwischen der Vielzahl von Energiezellen und dem anderen der Enden des Gehäuses angebracht ist.
In einem zweiten Aspekt, der mit einem der vorangehenden Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet das zweite Sieb eine Vielzahl von Öffnungen, die so bemessen sind, dass der Luftstrom passieren kann, die jedoch das verbrannte Fluid am Passieren hindern.
In einem zweiten Aspekt, der mit einem der vorangehenden Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet das zweite Sieb eine Vielzahl von Öffnungen, die so konzipiert sind, dass der Luftstrom passieren kann und die das verbrannte Fluid am Passieren hindern.
In einem vierten Aspekt, der mit einem der vorhergehenden Aspekte kombinierbar ist, erstreckt sich der Hitzeschild zwischen dem ersten und zweiten Sieb in dem Gehäuse.
In einem fünften Aspekt, der mit einem der vorherigen Aspekte kombinierbar ist, beinhaltet das Batteriemodul ferner ein Batteriemanagementsystem, das innerhalb des Fluidwegs zwischen dem ersten Sieb und dem einen Ende des Gehäuses positioniert ist.
Verschiedene Implementierungen eines Batteriemoduls, gemäß der vorliegenden Offenbarung, können eines oder mehrere der folgenden Merkmale enthalten. So kann beispielsweise das Batteriemodul verhindern, dass ein Verbrennungsereignis (z. B. eine Verbrennung von brennbarem Fluid, wie z. B. Energiezellenelektrolyt, innerhalb des Batteriemoduls) zu benachbarten oder benachbarten Batteriemodulen ausbreitet. Als weiteres Beispiel kann das Batteriemodul eine Flamme oder verbranntes Fluid verhindern oder minimieren, um sich über das Modul hinaus zu erstrecken. In einigen Beispielen kann das Batteriemodul (alle oder die meisten) Verbrennungen von brennbaren Fluiden innerhalb des Moduls enthalten. Ferner kann das Batteriemodul (ganz oder teilweise) eine sekundäre Verbrennung oder Verbrennung außerhalb des Moduls (z. B. außerhalb eines definierten Verbrennungsvolumens) verhindern. Als weiteres Beispiel kann das Batteriemodul für eine konvektive Kühlung von einer oder mehreren Energiezellen innerhalb des Moduls sorgen, während auch ein Verbrennungsereignis minimiert und/oder verhindert wird, dass es sich über das Modul hinaus erstreckt. Als weiteres Beispiel kann das Batteriemodul eine Steuerung oder einen direkten Ausgang eines Verbrennungsereignisses zu oder durch einen definierten Ausgang des Batteriemoduls steuern oder unterstützen. Die exemplarischen Ausführungsformen des Batteriemoduls können auch verhindern, dass ein Verbrennungsereignis zu benachbarten oder benachbarten Batteriemodulen verbreitet wird. Die exemplarischen Ausführungsformen des beschriebenen Batteriemoduls können auch eine Beschädigung interner Komponenten des Moduls während eines Verbrennungsereignisses verhindern oder verhindern.
Diese allgemeinen und spezifischen Aspekte können unter Verwendung einer Vorrichtung, eines Systems, eines Verfahrens oder beliebiger Kombinationen von Vorrichtungen, Systemen oder Verfahren implementiert werden. Die Details von einer oder mehrerer der Implementierungen sind in den begleitenden Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt. Andere Merkmale, Objekte und Vorteile sind anhand der Beschreibung und den Zeichnungen sowie anhand der Patentansprüche ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A–1D zeigen schematische Drauf-, Seiten-, Vorder- und Endansichten eines exemplarischen Batteriemoduls;
2A–2B zeigen schematische Drauf- und Endansichten eines weiteren exemplarischen Batteriemoduls;
3 zeigt eine schematische Draufsicht eines weiteren exemplarischen Batteriemoduls;
4A–4D stellen exemplarische Ausführungsformen einer Flammensperren-Unterbaugruppe, die in einem Batteriemodul verwendet wird, dar; und
5 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Verwalten eines Verbrennungsereignisses in einem Batteriemodul.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung beschreibt ein Batteriemodul, das in einigen Aspekten einen oder mehrere Flammensperren umfasst, um einen Ausfluss von verbranntem Fluid aus dem Modul im Falle eines Verbrennungsereignisses zu verhindern oder zu reduzieren (z. B. ein oder mehrere brennbare Fluide wie Sauerstoff, Elektrolyt oder sonstige Verbrennung durch Überhitzung im Modul). 1A zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Batteriemodul 100. Im Allgemeinen umfasst das Batteriemodul 100 eine Vielzahl von Energiezellen 102 und ein Batteriemanagementsystem (BMS) 104 in einer gesteuerten Umgebung.
Das Batteriemodul 100 kann in einigen Aspekten die Leistungszellen 102 und das BMS 104 unter bestimmten Umgebungsbedingungen (z. B. Temperatur und anderweitig), wie zum Beispiel Umgebungsbedingungen, halten, die für den Betrieb geeignet sind. Beispielsweise umfasst das dargestellte Batteriemodul 100 eine Kühlgerät und eine Stromversorgungseinrichtung, wie beispielsweise eine elektrische Verbindung, die elektrisch mit der Vielzahl von Energiezellen 102 gekoppelt ist und an einer Außenseite des Gehäuses 106 freiliegt. In einigen Beispielen kann das Batteriemodul 100 ein LiFePO₄ Akkupack, ein LiCoO₂ Akkupack, ein LiMnNi-Akku, ein LiNiMnCo-Akku oder ein anderer geeigneter Akkupack eine Einbindung in verschiedene Arten von Geräten wie Rechenzentren, Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen sein. In einigen Beispielen kann jede Leistungszelle 102 eines geeigneten Batteriepakets eine Lithium-Ionen-Batterie des Formfaktors 18650 sein.
Das Batteriemodul 100 beinhaltet ein Gehäuse 106, das ein inneres Volumen 108, eine Vielzahl von Energiezellen 102, die in dem inneren Volumen 108 des Gehäuses 106 und den Flammensperren 112 angebracht sind, definiert. Das Gehäuse 106 kann aus nichtbrennbaren Materialien, wie Metalllegierungen mit einem hohen Schmelzpunkt, gebildet sein. Das Gehäuse 106, das das innere Volumen 108 definiert, enthält auch einen Luftströmungsweg. Das Gehäuse 106 nimmt einen Außenluftstrom 114 durch eine Öffnung 116 auf, die in einem ersten Endglied 118 des Gehäuses 106 ausgebildet ist. Die Außenluftströmung 114 wird in diesem Beispiel durch ein Gebläse 120 zirkuliert, das einen Zufuhrluftstrom (z. B. einen Kühlluftstrom) für das Innenvolumen 108 erzeugt, wie in 1A bis 1C beschrieben.
Das Gebläse 120 kann den erzeugten Luftstrom durch eine vordere Flammensperre 112 zum inneren Volumen 108 zirkulieren. Der Luftstrom wird um die Energiezellen 102 innerhalb des inneren Volumens 108 zirkuliert. Jede Leistungszelle 102 hat eine im Wesentlichen zylindrische Form, die durch einen Durchmesser eines Körpers der Leistungszelle 102 und eine Länge des Körpers definiert ist. Der Luftstrom 114 wird über die hintere Flammensperre 112 und dann zu einem Hilfsvolumen 128, das das BMS 104 umschließt, an den mehreren Leistungszellen 102 vorbei zirkuliert. Der Luftstrom 114 kann dann durch eine oder mehrere Öffnungen 124 des Endglieds 126 und in eine Umgebungsumgebung zirkuliert werden.
Jede Leistungszelle 102 enthält ein Entlüftungselement 122 an einem Ende der Leistungszelle 102. Das Entlüftungselement 122 kann eine thermische Energieableitung ermöglichen. Zum Beispiel kann das Entlüftungselement 122 eine einzelne Freigabe hoher Innendrücke ermöglichen, die aus einem internen Kurzschluss der Energiezelle 102 oder einer übermäßigen Erwärmung der Zelle 102 resultieren kann. Das Entlüftungselement 122 kann auch indirekt eine thermische Zerstreuung unterstützen, zum Beispiel als eine sekundäre Funktion.
Die Stromzellen 102 in dieser exemplarischen Implementierung sind gerichtet in dem inneren Volumen 108 derart angebracht, dass die Entlüftungselemente 122 einer Versatzrichtung gegenüber mindestens einer der Öffnungen 116, die in dem ersten Endelement 118 oder der Öffnung 124 ausgebildet sind, die in der zweiten gebildet ist, zugewandt sind Ende 126 des Gehäuses 106. In einigen Ausführungsformen sind die Entlüftungselemente 122 in jeder anderen Reihe (oder Säule) entgegengesetzt ausgerichtet, sodass für mehrfache Entlüftungsunfälle die Flüssigkeit (z. B. entflammbarer Elektrolyt) gleichmäßiger innerhalb des Volumens 108 verteilt wird (z. B. sich nicht ansammelt). Diese entgegengesetzte Orientierung kann auch die leichte elektrische Verbindung zwischen den Leistungszellen 102 erleichtern. Die Achse jedes Körpers der Energiezellen 102 kann auch im Wesentlichen orthogonal zu dem Luftstromweg sein, der zwischen dem Lüfter 120 und dem zweiten Endelement 126 definiert ist. Die Kombination der Ausrichtung der Energiezellen 102 (Lüftung orthogonal zu Öffnungen) und der Barriere 112 kann einen umschlossenen Weg für ein Leckfluid zwischen den Entlüftungen und den Öffnungen 124 erzeugen, wodurch das Risiko verringert wird, dass ein Fluid dem Gehäuse 106 entweicht oder BMS erreicht 104.
Wenn der Luftstrom zwischen den Energiezellen 102 zirkuliert wird, wird Wärme von den Energiezellen 102 zu dem Luftstrom übertragen. In einigen Ausführungsformen können, wie in 1B dargestellt, die Stromzellen 102 in einer bestimmten Konfiguration angeordnet sein, die einen Abstand zwischen den Zellenkörpern bildet. So kann beispielsweise ein Abstand von etwa 2–3 mm zwischen benachbarten Leistungszellen 102 einen Wärmeübergang von den Leistungszellen 102 zu der Luft ermöglichen, um eine angrenzende Zellenerwärmung wesentlich zu verringern. In einigen Ausführungsformen kann die Wärmemenge, die durch die Energiezellen 102 erzeugt und auf den Luftstrom übertragen wird, beispielsweise auf eine Temperatur des Luftstroms bezogen auf eine Temperatur der Vorrichtungen, eine Strömungsrate des Luftstroms und eine Dichte bezogen sein Der Leistungszellen 102.
Der Luftstrom 114 kann das innere Volumen 108 durch die hintere Flammensperre 112 verlassen, um die Temperatur in dem Hilfsvolumen 128, das das BMS 104 enthält, zu regulieren. Das BMS 104 ist ein elektronisches System, das die Energiezellen 102 verwaltet, beispielsweise durch Schützen der Leistungszellen 102 vor dem Betrieb unter kritischen Bedingungen. Der BMS 104 kann den Zustand der Leistungszellen 102 überwachen, sekundäre Daten berechnen, Daten zurückmelden, die Umgebung steuern, Daten authentifizieren und Daten ausgleichen. So kann beispielsweise das BMS 104 die Umgebung des Batteriemoduls 100 durch Überwachen der Temperatur, der aus dem Innenvolumen 108 ausgestoßenen Luft, steuern. Die Luft kann das Hilfsvolumen 128 durch die Öffnungen 124, die in dem zweiten Endglied 126 des Gehäuses 106 ausgebildet sind, wie in 1D dargestellt, verlassen. In einigen Ausführungsformen ist das zweite Endelement 126 auch als eine Barriere ausgebildet, sodass die Öffnungen 124 eine Geometrie und Anordnung aufweisen, die den Austritt des Luftstroms ermöglichen, aber eine Beschädigung einer äußeren Umgebung verhindern, falls eine Leistungszelle 102 ausfällt.
Das Batteriemodul 100 kann ferner einen Luftspalt zwischen einer Innenfläche des Gehäuses 106 und jeder der Vielzahl von Leistungszellen 102 umfassen, in denen ein Wärmedämmmaterial 130 angebracht ist. So kann beispielsweise das Wärmedämmmaterial 130 zu einer Seite, Oberseite oder Unterseite des Gehäuses 106 hinzugefügt werden, um das Gehäuse 106 im Falle eines internen oder externen Versagens zu isolieren, um die Wärmeübertragung in und aus der Batterie nicht signifikant zu reduzieren, was die Ausbreitung von Ereignissen und/oder begrenzen den Wärmestrom in das Gehäuse 106 von einem benachbarten Gehäuse 106 bewirkt. In einigen Ausführungsformen kann das Wärmedämmmaterial 130 eine Keramikmediumschicht sein, wie eine Aluminiumoxidkeramik, die einen höheren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten aufweist als die Formmasse des Gehäuses 106. Das thermische Isolationsmaterial 130 kann auch durch eine hohe Wärmeschockbeständigkeitsleistung charakterisiert werden, um die Integrität des Batteriemoduls 100 nach einem Ausfall einer Leistungszelle 102 beizubehalten, die eine abrupte Erhöhung der Temperatur induzieren kann.
Obwohl in diesem Beispiel eine vordere und hintere Flammensperre 112 gezeigt sind, können alternative Ausführungsformen nur einen der Flammensperren 112 (z. B. entweder die vordere oder hintere Flammensperre 112) oder mehr als zwei Flammensperren 112 (z. B. eine zusätzliche Sperre 112 zwischen dem BMS 104 und dem zweiten Endelement 126 oder redundanten Flammensperren 112 innerhalb des Gehäuses 106). Alternative Ausführungsformen können zwei Flammensperren 112 umfassen, wobei einer der Flammensperren 112 in der Nähe des Gebläses 120 und ein weiterer Flammensperren 112 zwischen dem BMS 104 und dem zweiten Endelement 126 angebracht ist. Im Allgemeinen kann jeder der Flammensperren 112 ein Siebelement (z. B. Drahtgitter, Sieb, gewebtes Material, perforiertes Blatt, poröses Element und/oder Drahtpolster) umfassen oder sein, das einen Fluss von verbranntem Fluid (z. B. Eine Flamme) daran hindert durchzutreten. Die Flammensperre 112 kann aus Keramik, Metall oder anderem Material mit einem geeigneten Schmelzpunkt und Rauchwert hergestellt sein. Das Siebelement weist Öffnungen auf, die es ermöglichen, dass es von einem unverbrannten Luftstrom, wie etwa dem Luftstrom 114, passiert wird, während es das Hindurchströmen eines verbranntem Fluids verhindert oder hemmt. Das verbrannte Fluid kann in einigen Aspekten eine Elektrolytlösung von der Vielzahl von Energiezellen 102 sein, die von den Entlüftungselementen 122 ausgelaufen sind und aufgrund einer Temperaturbedingung (z. B. Überhitzung) in dem Modul 100 verbrannt werden. In einigen Aspekten kann das verbrannte Fluid auch Sauerstoff (z. B. als Oxidationsmittel) in dem Luftstrom 114 enthalten, der sich mit der Elektrolytlösung (z. B. dem Verbrennungsbrennstoff) kombiniert.
In einigen Aspekten kann die Flammensperre 112 auch eine Ausbreitung einer Flamme innerhalb und/oder über das Gehäuse 106 hinaus verhindern und/oder behindern, indem der Flamme Energie entzogen wird. Zum Beispiel kann Energie von der Flamme durch Wärmeübertragung von der Flamme zum Flammensperrelement 112 entfernt werden. Die Flammensperre 112 kann beispielsweise eine niedrigere Temperatur bezüglich der Flamme aufweisen und als guter Wärmeleiter den Brand auslöschen.
In einigen Aspekten können die Flammensperren 112 in dem Gehäuse 106 so positioniert und das Gehäuse 106 so konstruiert sein, dass genügend Volumen innerhalb des Gehäuses verfügbar ist, um eine im Wesentlichen vollständige Verbrennung des brennbaren Fluids während der Elektrolytentlüftung zu ermöglichen. So kann beispielsweise durch Einschluss von ausreichendem Volumen innerhalb des Gehäuses (z. B. zwischen den Flammensperren 112), um eine vollständige Verbrennung zu ermöglichen, eine sekundäre Verbrennung von brennbaren Fluiden außerhalb der Grenzen des Gehäuses (und in einigen Aspekten außerhalb des durch die Flamme begrenzten Volumens) erfolgen Ableiter 112) minimiert oder verhindert werden.
Wie in 1A–1B dargestellt, werden die Ausgänge des Batteriemoduls 100 minimiert und durch die Flammensperren 112 begrenzt. Zum Beispiel ist ein vorderer Ausgang (oder Eingang) zum Batteriemodul 100 die Öffnung 116, die es ermöglicht, dass der Luftstrom 114 durch das Gebläse 120 in das Modul 100 zirkuliert wird. Hier bildet die vordere Flammensperre 112 eine Durchgangssperre (z. B. um einen Luftstrom zu ermöglichen, aber verbrannte Fluide zu behindern) zwischen der Öffnung 116 und beispielsweise der Mehrheit der Energiezellen 102. Außerdem ist ein hinterer Ausgang (oder Eingang) zum Batteriemodul 100 die Öffnung(en) 124, die es ermöglicht, dass der Luftstrom 114 aus dem Modul 100 durch das Gebläse 120 zirkuliert wird. Hier bildet die hintere Flammensperre 112 eine Durchgangssperre (z. B. um einen Luftstrom zu ermöglichen, aber verbrannte Fluide aufzuhalten) zwischen der Öffnung(en) 124 und beispielsweise der Vielzahl von Energiezellen 102.
Wie in 1A–1B, es sind zwei Flammensperren 112 innerhalb des Batteriemoduls 100 angebracht. In einigen Ausführungsformen können die Flammensperren 112 so ausgelegt sein, dass sie einen Fluss eines verbrannten Fluids innerhalb des Volumens 108 beeinflussen. Zum Beispiel kann jede Flammensperre 112 mit einem bestimmten oder einzigartigen Flammwiderstand konstruiert sein. So kann beispielsweise, basierend auf einer Größe und/oder Anzahl von Öffnungen, durch jede spezielle Flammensperre 112 ein für jeden bestimmten Flammensperren 112 einzigartiger Flammenströmungswiderstand entworfen werden.
In einigen Aspekten können Flammensperren 112 mit unterschiedlichen Flammenstromwiderständen an bestimmten Stellen innerhalb des Batteriemoduls 100 angeordnet sein, um einen Flammenfluss oder verbranntes Fluid zu beeinflussen. So kann beispielsweise ein Flammensperrelement 112 mit einem relativ niedrigen Flammenwiderstand auf der Vorderseite des Batteriemoduls 100 (z. B. in der Nähe des Gebläses 120) platziert werden, während ein Flammensperrelement 112 mit einem relativ hohen Flammenwiderstand an der Rückseite des Batteriemoduls gut platziert werden kann 100 (z. B. nahe dem BMS 104). In diesem Szenario kann die Flamme oder das verbrannte Fluid (z. B. aufgrund von Druckdifferenzen innerhalb des Volumens 108 aufgrund der unterschiedlichen Flammenströmungswiderstände) beeinflusst werden, um sich zu einer Vorderseite des Batteriemoduls 100 zu bewegen. Gleichermaßen kann eine Flammensperre 112 mit einem relativ hohen Flammenstromwiderstand nur eine Vorderseite des Batteriemoduls 100 (z. B. in der Nähe des Gebläses 120) angeordnet werden, während ein Flammensperrelement 112 mit einem relativ niedrigen Flammenwiderstand problemlos platziert werden kann Rückseite des Batteriemoduls 100 (z. B. nahe dem BMS 104). In diesem Szenario kann die Flamme oder das verbrannte Fluid (z. B. aufgrund von Druckdifferenzen innerhalb des Volumens 108 aufgrund der unterschiedlichen Flammenströmungswiderstände) beeinflusst werden, um sich zu einer Rückseite des Batteriemoduls zu bewegen. 100
2A–2B zeigen schematische Drauf- und Endansichten eines weiteren exemplarischen Batteriemoduls 200. 2A zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Batteriemodul 200. Im Allgemeinen beinhaltet das Batteriemodul 200 eine Vielzahl von Energiezellen 202 und ein Batteriemanagementsystem (BMS) 204 in einer gesteuerten Umgebung. Das Batteriemodul 200 kann in einigen Aspekten die Leistungszellen 202 und das BMS 204 unter bestimmten Umweltbedingungen (z. B. Temperatur und andere Umstände), wie zum Beispiel Umgebungsbedingungen, halten, die für den Betrieb geeignet sind. Beispielsweise beinhaltet das dargestellte Batteriemodul 200 eine Kühleinrichtung und eine Stromversorgung, wie beispielsweise eine elektrische Verbindung, die mit der Vielzahl von Energiezellen 202 elektrisch gekoppelt ist und an einer Außenseite des Gehäuses 206 offen liegt. In einigen Beispielen kann das Batteriemodul 200 ein LiFePO₄ Akkupack, ein LiCoO₂ Akkupack, ein LiMnNi-Akku, ein LiNiMnCo-Akku oder ein anderer geeigneter Akkupack die Einbindung in verschiedene Arten von Geräten wie Rechenzentren, Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen beinhalten. In einigen Beispielen kann jede Leistungszelle 202 eines geeigneten Batteriepakets eine Lithium-Ionen-Batterie des Formfaktors 18650 sein.
Das Batteriemodul 200 beinhaltet ein Gehäuse 206, das ein inneres Volumen 208, eine Vielzahl von Energiezellen 202, die in dem inneren Volumen 208 des Gehäuses 206 und den Flammsperrvorrichtungen 212 angebracht sind, definiert. Das Gehäuse 206 kann aus nichtbrennbaren Materialien, wie Metalllegierungen mit einem hohen Schmelzpunkt, aufgebaut sein. Das Gehäuse 206, das das innere Volumen 208 definiert, weist auch einen Luftstromweg auf. Das Gehäuse 206 empfängt einen äußeren Luftstrom 214 durch eine Öffnung 216, die in einem ersten Endglied 218 des Gehäuses 206 ausgebildet ist. Der Außenluftstrom 214 wird in diesem Beispiel durch ein Gebläse 220 zirkuliert, das eine Zufuhrluftströmung (z. B. einen Kühlluftstrom) für das Innenvolumen 208 erzeugt, wie dargestellt in 2A bis 2B.
Das Gebläse 220 kann den erzeugten Luftstrom durch eine vordere Flammensperre 212 zu dem inneren Volumen 208 zirkulieren. Der Luftstrom wird um die Energiezellen 202 innerhalb des inneren Volumens 208 zirkuliert. Jede Leistungszelle 202 hat eine im Wesentlichen zylindrische Form, die durch einen Durchmesser eines Körpers der Leistungszelle 202 und eine Länge des Körpers definiert ist. Der Luftstrom 214 wird über die hintere Flammensperre 212 und dann zu einem Hilfsvolumen 228, das das BMS 204 umschließt, an den mehreren Energiezellen 202 vorbeibewegt. Der Luftstrom 214 kann dann durch eine oder mehrere Öffnungen 224 des Endglieds 226 und in eine umliegende Umgebung zirkuliert werden.
Jede Leistungszelle 202 enthält ein Entlüftungselement 222 an einem Ende der Leistungszelle 202. Das Entlüftungselement 222 kann eine thermische Energieableitung ermöglichen. So kann beispielsweise das Entlüftungselement 222 eine einzelne Freigabe hoher Innendrücke ermöglichen, die aus einem internen Kurzschluss der Energiezelle 202 oder einer übermäßigen Erwärmung der Zelle 202 entstehen kann. Das Entlüftungselement 222 kann auch indirekt eine thermische Zerstreuung unterstützen, zum Beispiel als sekundäre Funktion.
Die Energiezellen 202 in dieser exemplarischen Implementierung sind in dem inneren Volumen 208 derart gerichtet angebracht, dass die Entlüftungselemente 222 einer Versatzrichtung gegenüber mindestens einer der Öffnungen 216 gegenüberliegen, die in dem ersten Endteil 218 oder der Öffnung 224 ausgebildet sind, die in der zweiten gebildet ist Endteil 226 des Gehäuses 206. In einigen Ausführungsformen sind die Entlüftungselemente 222 in jeder anderen Reihe (oder Spalte) entgegengesetzt orientiert, sodass für mehrfache Entlüftungsunfälle die Flüssigkeit (z. B. entflammbares Elektrolyt) gleichmäßiger innerhalb des Volumens 208 verteilt wird. Diese entgegengesetzte Orientierung kann auch die leichte elektrische Verbindung zwischen den Leistungszellen 202 erleichtern. Die Achse jeden Körpers der Energiezellen 202 kann auch im Wesentlichen orthogonal zu dem Luftstromweg sein, der zwischen dem Lüfter 220 und dem zweiten Endelement 226 definiert ist. Die Kombination der Ausrichtung der Leistungszellen 202 (Entlüftungen orthogonal zu den Öffnungen) und der Barriere 212 kann einen umschlossenen Weg für ein Leckfluid zwischen den Entlüftungen und den Öffnungen 224 erzeugen, wodurch das Risiko verringert wird, dass ein Fluid dem Gehäuse 206 entweicht oder BMS erreicht 204.
Wenn der Luftstrom zwischen den Energiezellen 202 zirkuliert, wird Wärme von den Energiezellen 202 zu dem Luftstrom übertragen. In einigen Ausführungsformen können, wie in 2B dargestellt, die Leistungszellen 202 in einer bestimmten Konfiguration angeordnet sein, die einen Abstand zwischen den Zellenkörpern bildet. So kann beispielsweise ein Abstand von etwa 2–3 mm zwischen benachbarten Leistungszellen 202 einen Wärmeübergang von den Leistungszellen 202 zu der Luft ermöglichen, um die angrenzende Zellenerwärmung wesentlich zu verringern. In einigen Ausführungsformen kann die Wärmemenge, die durch die Energiezellen 202 erzeugt und auf den Luftstrom übertragen wird, beispielsweise auf eine Temperatur des Luftstroms bezogen auf eine Temperatur der Vorrichtungen, eine Strömungsrate des Luftstroms und eine Dichte bezogen sein Der Leistungszellen 202.
Der Luftstrom 214 kann das innere Volumen 208 durch die hintere Flammensperre 212 verlassen, um die Temperatur in dem Hilfsvolumen 228, das das BMS 204 enthält, zu regulieren. Das BMS 204 ist ein elektronisches System, das die Energiezellen 202, beispielsweise durch Schützen der Leistungszellen 202 vor dem Betrieb unter kritischen Bedingungen, verwaltet. Der BMS 204 kann den Zustand der Leistungszellen 202 überwachen, sekundäre Daten berechnen, Daten übermitteln, die Umgebung steuern, Daten authentifizieren und Daten ausgleichen. So kann beispielsweise das BMS 204 die Umgebung des Batteriemoduls 200 durch Überwachen der Temperatur der von dem Innenvolumen 208 ausgestoßenen Luft steuern. Die Luft kann das Hilfsvolumen 228 durch die Öffnungen 224, die in dem zweiten Endglied 226 des Gehäuses 206 ausgebildet sind, verlassen. In einigen Ausführungsformen ist das zweite Endelement 226 auch als eine Barriere ausgebildet, sodass die Öffnungen 224 eine Geometrie und Anordnung aufweisen, die den Austritt des Luftstroms ermöglichen, jedoch eine Beschädigung einer äußeren Umgebung verhindern, falls eine Leistungszelle 202 ausfällt.
Das Batteriemodul 200 kann ferner einen Luftspalt zwischen einer Innenfläche des Gehäuses 206 und jeder der Vielzahl von Leistungszellen 202 beinhalten, in denen ein Wärmedämmmaterial 230 angebracht ist. So kann beispielsweise das Wärmedämmmaterial 230 an einer Seite, Oberseite oder Unterseite des Gehäuses 206 angefügt werden, um das Gehäuse 206 zu isolieren, falls ein interner oder externer Ausfall die Wärmeübertragung in und aus der Batterie sich nicht wesentlich verringert, verhindern dies die Ausbreitung des Ereignisses und/oder begrenzt den Wärmestrom in das Gehäuse 206 von einem benachbarten Gehäuse 206. In einigen Ausführungsformen kann das Wärmedämmmaterial 230 eine Keramikmediumschicht sein, wie eine Aluminiumoxidkeramik, die einen höheren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten aufweist als die Formmasse des Gehäuses 206. Das Wärmedämmmaterial 230 kann auch durch eine hohe Wärmeschockwiderstandsfähigkeit gekennzeichnet sein, um die Integrität des Batteriemoduls 200 nach einem Ausfall einer Leistungszelle 202, die eine abrupte Erhöhung der Temperatur hervorrufen kann, aufrechtzuerhalten.
Wie in 2A–2B, ein Hitzeschild 240 ist entlang einer Länge des Gehäuses 206 und innerhalb des Volumens 208 positioniert. Der Hitzeschild 240 erstreckt sich in diesem Beispiel entlang der Länge des Gehäuses 206 zwischen den Flammensperren 212. In alternativen Beispielen kann der Hitzeschild 240 kürzer (z. B. eine Länge geringer als diejenige zwischen den Flammensperren 212) oder länger sein (z. B. sich über eine gesamte Länge des Gehäuses 206 erstrecken). Ferner können, obwohl der Hitzeschild 240 auf einer Seite des Gehäuses 206 dargestellt ist, auch zusätzliche Hitzeschilder innerhalb des Gehäuses 206 (z. B. an oder an dem Gehäuse 206 entlang allen vier Längsseiten) angeordnet sein. Im Allgemeinen kann der Hitzeschild 240 eine weitere Isolierung für Wärme und/oder eine zusätzliche Barriere (zusammen mit dem Gehäuse 206) vor Verbrennungsfluiden aus dem Austreten des Moduls 200 bereitstellen. So kann beispielsweise der Hitzeschild 240 aus einem Material mit hohem R-Wert und/oder einem nicht brennbaren Material mit einem hohen Schmelzpunkt und einem niedrigen Rauchwert hergestellt sein.
Wie bei dem Batteriemodul 100 können, obwohl in diesem Beispiel eine vordere und eine hintere Flammensperre 212 gezeigt sind, alternative Ausführungsformen nur einen der Flammensperren 212 (z. B. entweder die vordere oder hintere Flammensperre 212) oder mehr als zwei Flammensperren 212 beinhalten (z. B. eine zusätzliche Sperre 212 zwischen dem BMS 204 und dem zweiten Endglied 226 oder redundante Flammensperren 212 innerhalb des Gehäuses 206). Im Allgemeinen kann jeder der Flammensperren 212 wie die Flammensperren 112 ein Siebglied (z. B. Gitter, Sieb, gewebtes Material, perforiertes Blatt, poröses Element und/oder Drahtpolster) beinhalten oder sein, das eine Strömung verbrannten Fluids aufhält oder daran hindert (z. B. eine Flamme) durchzutreten. Die Flammensperren 212 können auch Energie aus einem Strom von verbranntem Fluid oder einer Flamme entfernen. Die Flammensperre 212 kann aus Keramik, Metall oder einem anderen Material mit einem geeigneten Schmelzpunkt und Rauchwert hergestellt sein. Das Siebelement umfasst Öffnungen, die es ermöglichen, dass ein unverbrannter Luftstrom, wie etwa der Luftstrom 214, hindurchgeht, während er immer noch einen Fluss von verbranntem Fluid (z. B. Elektrolyt mit oder ohne Sauerstoff) aufhält oder behindert. Ferner können in einigen Aspekten die Flammensperren 212 in dem Gehäuse 206 angeordnet und das Gehäuse 206 kann so konstruiert sein, dass genügend Volumen innerhalb des Gehäuses verfügbar ist, um eine im Wesentlichen vollständige Verbrennung des brennbaren Fluids während der Elektrolytentlüftung (wie z. B. Oben erläutert).
Wie in 2A–2B, die Ausgänge des Batteriemoduls 200 sind minimiert und durch die Flammensperren 212 begrenzt. Beispielsweise handelt es sich beim vorderen Ausgang (oder Eingang) zum Batteriemodul 200 um die Öffnung 216, die es ermöglicht, dass der Luftstrom 214 durch das Gebläse 220 in das Modul 200 zirkuliert. Hier bildet die vordere Flammensperre 212 eine Durchgangssperre (z. B. um einen Luftstrom zu ermöglichen, aber verbrannte Fluide zu behindern) zwischen der Öffnung 216 und beispielsweise der Vielzahl von Energiezellen 202. Außerdem befindet sich die Öffnung (en) 224 als ein hinterer Ausgang (oder Eingang) zum Batteriemodul 200, die es ermöglicht, dass der Luftstrom 214 aus dem Modul 200 durch das Gebläse 220 zirkuliert. Hier bildet die hintere Flammensperre 212 eine Durchgangssperre (z. B. um einen Luftstrom zu ermöglichen, aber verbrannte Fluide zu behindern) zwischen der Öffnung (en) 224 und beispielsweise der Vielzahl von Energiezellen 202.
Bei dieser dargestellten Ausführungsform beinhalten die Flammensperren 212 ein oder mehrere Drahtlöcher 232, die zwischen den Seiten der Sperren 212 ausgebildet sind, wodurch ein Durchgang von einer Seite der Flammensperren 212 zu entgegengesetzten Seiten der Sperren 212 gebildet ist. Wie dargestellt, können ein oder mehrere Drähte 240, wie z. B. von einer externen Verbindung 234 (z. B. Leistung, Daten oder anders), der Lüfter 220, eine oder mehrere der Leistungszellen 202 und/oder der BMS 204 die Löcher 232 entlang einer Länge des Moduls 200 passieren. Wie in 2B, die Löcher 232 können in einer oder mehreren Höhen an den Flammensperren 212 ausgebildet sein. Ferner können Löcher 232 an beiden Enden einer Flammensperre 212 sowie ein oberer und/oder unterer Teil einer Flammensperre 212 ausgebildet sein, obwohl diese nur an einem Ende jeder Flammensperre 212 ausgebildet ist.
Bei diesem dargestellten Beispiel sind die Drähte 240 so dargestellt, dass sie eine Länge des Gehäuses 206 mit dem Hitzeschild 240 zwischen den Drähten 240 und den Seitenwänden des Gehäuses 206 erstrecken. Auf diese Weise kann der Hitzeschild 240 die Drähte 240 vor übermäßiger Hitze und/oder Flammen außerhalb des Moduls 200 schützen. In alternativen Aspekten kann der Hitzeschild 240 so aufgestellt sein (oder ein anderer Hitzeschild 240 kann hinzugefügt werden), dass die Drähte 240 zwischen dem Hitzeschild 240 und dem Gehäuse 206 liegen. In solchen Beispielen können die Drähte 240 auch gegen übermäßige Hitze und/oder Flammen im Inneren des Moduls 200 geschützt sein (z. B. durch den Hitzeschild 240).
3 zeigt eine schematische Draufsicht eines weiteren exemplarischen Batteriemoduls 300. In diesem veranschaulichten Beispiel kann das Batteriemodul 300 natürliche, statt erzwungener Konvektion verwenden, um mehrere Energiezellen 302 und/oder ein BMS 304 zu kühlen. 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Batteriemodul 300. Im Allgemeinen beinhaltet das Batteriemodul 300 eine Vielzahl von Energiezellen 302 und ein Batteriemanagementsystem (BMS) 304 in einer gesteuerten Umgebung. Das Batteriemodul 300 kann in einigen Aspekten die Leistungszellen 302 und das BMS 304 unter bestimmten Umweltbedingungen (z. B. Temperatur und anderweitig), wie beispielsweise Umgebungsbedingungen, halten, die für den Betrieb geeignet sind. In einigen Beispielen kann das Batteriemodul 300 ein LiFePO₄ Akkupack, ein LiCoO₂ Akkupack, ein LiMnNi-Akku, ein LiNiMnCo-Akku oder ein anderer geeigneter Akkupack in verschiedene Arten von Geräten wie Rechenzentren, Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen eingebunden sein. In einigen Beispielen kann jede Leistungszelle 302 eines geeigneten Batteriepakets eine Lithium-Ionen-Batterie des Formfaktors 18650 sein.
Das Batteriemodul 300 beinhaltet ein Gehäuse 306, das ein inneres Volumen 308, eine Vielzahl von Energiezellen 302, die in dem inneren Volumen 308 des Gehäuses 306 und den Flammensperren 312 angebracht sind, definiert. Das Gehäuse 306 kann aus nichtbrennbaren Materialien, wie Metalllegierungen mit einem hohen Schmelzpunkt, hergestellt sein. Das Gehäuse 306, das das innere Volumen 308 definiert, weist auch einen Luftstromweg auf. Das Gehäuse 306 nimmt einen äußeren Luftstrom 314 durch eine Öffnung 316 auf, die in einem ersten Endglied 318 des Gehäuses 306 ausgebildet ist. Der äußere Luftstrom 314 wird in diesem Beispiel natürlich innerhalb des inneren Volumens 308 zirkuliert (z. B. aufgrund einer Druckdifferenz). In einigen Beispielen kann das Modul 300 auch einen Umwälzluftstrom 314 beinhalten, der durch einen oder mehrere Lüfter außerhalb des Moduls 300 erzeugt wird.
Der Luftstrom 314 kann sich durch eine vordere Flammensperre 312 zu dem inneren Volumen 308 bewegen. Der Luftstrom zirkuliert um die Energiezellen 302 innerhalb des inneren Volumens 308. Jede Leistungszelle 302 hat eine im Wesentlichen zylindrische Form, die durch einen Durchmesser eines Körpers der Leistungszelle 302 und eine Länge des Körpers definiert ist. Der Luftstrom 314 wird über die hintere Flammensperre 312 und dann zu einem Hilfsvolumen 328, das das BMS 304 umschließt, an den mehreren Energiezellen 302 vorbeibewegt. Der Luftstrom 314 kann dann durch eine oder mehrere Öffnungen 324 des Endglieds 326 und in eine umliegende Umgebung zirkulieren.
Jede Leistungszelle 302 enthält ein Entlüftungselement 322 an einem Ende der Leistungszelle 302. Das Entlüftungselement 322 kann eine thermische Energieableitung ermöglichen. So kann beispielsweise das Entlüftungselement 322 eine einzelne Freigabe hoher Innendrücke ermöglichen, die aus einem internen Kurzschluss der Leistungszelle 302 oder einer übermäßigen Erwärmung der Zelle 302 entstehen kann. Das Entlüftungselement 322 kann auch indirekt eine thermische Zerstreuung unterstützen, beispielsweise als eine sekundäre Funktion.
Die Leistungszellen 302 in dieser exemplarischen Implementierung sind in dem inneren Volumen 308 derart gerichtet angebracht, dass die Entlüftungselemente 322 einer Versatzrichtung gegenüber mindestens einer der Öffnungen 316, die in dem ersten Endglied 318 ausgebildet sind oder der Öffnung 324, die in der zweiten gebildet ist, dem Endglied 326 des Gehäuses 306 zugewandt sind. Bei einigen Ausführungsformen sind die Entlüftungselemente 322 in jeder anderen Reihe (oder Spalte) entgegengesetzt ausgerichtet, sodass für mehrfache Entlüftungsunfälle die Flüssigkeit (z. B. entflammbarer Elektrolyt) gleichmäßiger innerhalb des Volumens 308 verteilt wird. Diese entgegengesetzte Orientierung kann auch die leichte elektrische Verbindung zwischen den Leistungszellen 302 erleichtern. Die Achse jedes Körpers der Energiezellen 302 kann auch im Wesentlichen orthogonal zu dem Luftströmungsweg sein. Die Kombination der Ausrichtung der Leistungszellen 302 (Entlüftungen orthogonal zu Öffnungen) und der Barriere 312 kann einen umschlossenen Weg für ein Leckfluid zwischen den Entlüftungen und den Öffnungen 324 erzeugen, wodurch das Risiko verringert wird, dass ein Fluid dem Gehäuse 306 entweicht oder BMS erreicht 304.
Wenn der Luftstrom zwischen den Energiezellen 302 zirkuliert, wird Wärme von den Energiezellen 302 zu dem Luftstrom übertragen. In einigen Implementierungen können die Leistungszellen 302 in einer bestimmten Konfiguration angeordnet sein, die einen Abstand zwischen Zellenkörpern bildet. So kann beispielsweise ein Abstand von ungefähr 2–3 mm zwischen benachbarten Leistungszellen 302 einen Wärmeübergang von den Leistungszellen 302 zu der Luft ermöglichen, um die angrenzende Zellenerwärmung wesentlich zu verringern. In einigen Ausführungsformen kann eine Wärmemenge, die durch die Energiezellen 302 erzeugt und auf den Luftstrom übertragen wird, beispielsweise auf eine Temperatur des Luftstroms, auf eine Temperatur der Geräte, eine Flussrate des Luftstroms und Dichte der Leistungszellen 302 bezogen sein.
Der Luftstrom 314 kann das innere Volumen 308 durch die hintere Flammensperre 312 verlassen, um die Temperatur in dem Hilfsvolumen 328, das das BMS 304 enthält, zu regulieren. Das BMS 304 ist ein elektronisches System, das die Energiezellen 302, beispielsweise durch Schutz der Energiezellen 302 vor dem Betrieb unter kritischen Bedingungen, verwaltet. BMS 304 kann den Zustand der Leistungszellen 302 überwachen, sekundäre Daten berechnen, Daten übermitteln, die Umgebung steuern, Daten authentifizieren und Daten ausgleichen. So kann beispielsweise das BMS 304 die Umgebung des Batteriemoduls 300 durch Überwachen der Temperatur der von dem Innenvolumen 308 ausgestoßenen Luft steuern. Die Luft kann das Hilfsvolumen 328 durch die Öffnungen 324, die in dem zweiten Endglied 326 des Gehäuses 306 ausgebildet sind, verlassen. Bei einigen Ausführungsformen ist das zweite Endelement 326 auch als eine Barriere ausgebildet, so dass die Öffnungen 324 eine Geometrie und Anordnung aufweisen, die den Austritt des Luftstroms ermöglichen, aber eine Beschädigung einer äußeren Umgebung verhindern, falls eine Leistungszelle 302 ausfällt.
Das Batteriemodul 300 kann ferner einen Luftspalt zwischen einer Innenfläche des Gehäuses 306 und jeder der Vielzahl von Leistungszellen 302 beinhalten, in denen ein Wärmedämmmaterial 330 angebracht ist. So kann beispielsweise das Wärmedämmmaterial 330 einer Seite, der Oberseite oder der Unterseite des Gehäuses 306 hinzugefügt werden, um das Gehäuse 306 zu isolieren, falls ein interner oder externer Ausfall fehlschlägt, um die Wärmeübertragung in und aus der Batterie deutlich zu reduzieren, was die Ausbreitung von Ereignissen und/oder begrenzen den Wärmestrom in das Gehäuse 306 von einem benachbarten Gehäuse 306 verhindert. In einigen Ausführungsformen kann es sich beim Wärmedämmmaterial 330 um eine Keramikmediumschicht, wie eine Aluminiumoxidkeramik handeln, die einen höheren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten aufweist als die Formmasse des Gehäuses 306. Das Wärmedämmmaterial 330 kann auch durch eine hohe Wärmeschockbeständigkeitsleistung charakterisiert werden, um die Integrität des Batteriemoduls 300 nach einem Ausfall einer Leistungszelle 302 beizubehalten, die eine abrupte Erhöhung der Temperatur induzieren kann.
Obwohl in diesem Beispiel eine vordere und eine hintere Flammensperre 312 gezeigt wird, können alternative Ausführungsformen nur eine der Flammensperren 312 (z. B. entweder den vorderen oder den hinteren Flammensperren 312) oder mehr als zwei Flammensperren 312 beinhalten (z. B. ein zusätzliche Sperre 312 zwischen dem BMS 304 und dem zweiten Endglied 326 oder redundanten Flammensperren 312 innerhalb des Gehäuses 306). Im Allgemeinen kann jeder der Flammensperren 312 ein Siebelement (z. B. ein Netz, Sieb, gewebtes Material, perforiertes Blatt, poröses Element und/oder Drahtpolster) beinhalten oder sein, das eine Strömung von verbranntem Fluid (z. B. eine Flamme) beim Passieren behindert. Die Flammensperre 312 kann aus Keramik, Metall oder einem anderen Material mit einem geeigneten Schmelzpunkt und Rauchwert hergestellt sein. Das Siebelement beinhaltet Öffnungen, die es ermöglichen, dass es von einem unverbrannten Luftstrom, wie etwa dem Luftstrom 314, passiert wird, während es das Hindurchströmen eines verbrannten Fluids weiterhin verhindern oder hemmt. Das verbrannte Fluid kann in einigen Aspekten eine Elektrolytlösung von der Vielzahl von Energiezellen 302 sein, die von den Entlüftungselementen 322 ausgelaufen sind und aufgrund einer Temperaturbedingung (z. B. Überhitzung) in dem Modul 300 verbrannt werden. In einigen Aspekten kann das verbrannte Fluid auch Sauerstoff (z. B. als Oxidationsmittel) im Luftstrom 314 enthalten, der mit der Elektrolytlösung (z. B. dem Verbrennungsbrennstoff) vermischt ist. Die Flammensperre 312 kann auch Energie von der Flamme oder dem verbrannten Fluid entfernen oder absorbieren.
In einigen Aspekten können die Flammensperren 312 in dem Gehäuse 306 positioniert sein und das Gehäuse 306 kann so konstruiert sein, dass genügend Volumen innerhalb des Gehäuses verfügbar ist, um eine im Wesentlichen vollständige Verbrennung des brennbaren Fluids während der Elektrolytentlüftung zu ermöglichen. Zum Beispiel kann durch Einschluss von ausreichendem Volumen innerhalb des Gehäuses (z. B. zwischen den Flammensperren 312), um eine vollständige Verbrennung zu ermöglichen, eine sekundäre Verbrennung von brennbaren Fluiden außerhalb der Grenzen des Gehäuses (und in einigen Fällen außerhalb des durch die Flammensperre 312 begrenzten Volumens) minimiert oder verhindert wird.
Wie in 3, die Ausgänge des Batteriemoduls 300 werden minimiert und durch die Flammensperren 312 begrenzt. Beispielsweise handelt es sich bei dem vorderen Ausgang (oder Eingang) zum Batteriemodul 300 um die Öffnung 316, die es ermöglicht, dass der Luftstrom 314 in das Modul 300 zirkuliert. Hier bildet die vordere Flammensperre 312 eine Durchgangssperre (z. B. um einen Luftstrom zu ermöglichen, aber verbrannte Fluide zu behindern) zwischen der Öffnung 316 und beispielsweise der Vielzahl von Energiezellen 302. Außerdem handelt es sich bei dem hinteren Ausgang (oder Eingang) zum Batteriemodul 300 um die Öffnung(en) 324, die es ermöglicht, dass der Luftstrom 314 aus dem Modul 300 zirkuliert. Hier bildet die hintere Flammensperre 312 eine Durchgangssperre (z. B. um einen Luftstrom zu ermöglichen, aber verbrannte Fluide zu behindern) zwischen der Öffnung (en) 324 und beispielsweise der Vielzahl von Energiezellen 302.
4A–4D veranschaulichen exemplarische Ausführungsformen einer Flammensperren-Unterbaugruppe, die in einem Batteriemodul verwendet wird. Jede der gezeigten illustrierten Flammensperren-Unterbaugruppen können beispielsweise als eine oder mehrere der oben beschriebenen Flammensperren 112/212/312 verwendet werden. 4A zeigt eine spezielle exemplarische Implementierung einer Flammensperren-Unterbaugruppe 400. In diesem Beispiel kann die Flammensperrbaugruppe 400 einfach aus einem Sieb- oder Netzelement (z. B. einem gewebten Material, einer perforierten Platte, einem porösen Element und/oder einem Drahtkissen) bestehen. Die Flammensperren-Unterbaugruppe 400 kann starr und anbringbar sein, beispielsweise an einem Gehäuse eines Batteriemoduls. Die Flammensperrunterbaugruppe 400 weist, wie gezeigt, mehrere Öffnungen auf, die so dimensioniert sind, dass sie einen unverbrannten Luftstrom durch sie hindurch ermöglichen, während sie verhindern, dass verbranntes Fluid (z. B. Flammen) hindurchströmt. Die Flammensperrunterbaugruppe 400 kann aus Keramik oder Metall oder anderen Materialien hergestellt sein, die Materialien mit hohen Schmelzpunkten, geringe Brennbarkeit und/oder geringe Raucherzeugungseigenschaften beinhaltet. Somit kann die Flammensperrunterbaugruppe 400 Energie von einer verbrannten Flüssigkeit oder Flamme entfernen, um zu helfen, eine Ausbreitung der Flamme zu verhindern.
4B zeigt eine weitere exemplarische Implementierung einer Flammensperrunterbaugruppe 410. Die Flammensperren-Unterbaugruppe 410 enthält ein Siebelement 414, das in einem Rahmen 412 eingeschlossen ist. Das Siebelement 414 kann im Wesentlichen ähnlich der Flammensperrunterbaugruppe 400 sein. Der Rahmen 412 kann das Siebelement 414 starr umschließen und beispielsweise an einem Gehäuse oder einer anderen Komponente eines hierin beschriebenen Batteriemoduls anbringbar sein. In einigen Aspekten kann der Rahmen 412 mehrere Siebelemente 414 einschließen, die in Reihe (z. B. relativ zu einer Strömung von Luft oder Fluid hindurch) innerhalb des Rahmens 412 angebracht sind. In einigen Aspekten kann jedes der Siebelemente 414 unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, wie etwa die Öffnungsgröße oder die Netzdicke, das Material o. a. So kann beispielsweise ein Siebelement 414, verglichen mit einem anderen Siebelement 414, relativ fein sein, wodurch unterschiedliche Strömungen für ein verbranntes Fluid dort hindurch bereitgestellt werden, während immer noch ein Luftstrom durch sie hindurch ermöglicht wird.
4C zeigt eine weitere exemplarische Implementierung einer Flammensperrunterbaugruppe 420. Die Flammensperrunterbaugruppe 420 beinhaltet ein Siebelement 424, das in einem Rahmen 422 eingeschlossen ist. Das Siebelement 424 kann im Wesentlichen ähnlich der Flammensperrunterbaugruppe 400 sein. Der Rahmen 422 kann das Siebelement 424 starr umschließen und beispielsweise an einem Gehäuse oder einer anderen Komponente eines Batteriemoduls befestigt sein, das hier beschrieben ist. Wie bei der Flammensperrunterbaugruppe 410 kann der Rahmen 422 unter Umständen mehrere Siebelemente 424 einschließen, die in Reihe (z. B. relativ zu einer Strömung von Luft oder Fluid hindurch) innerhalb des Rahmens 422 angebracht sind, wie in 4D, die eine Draufsicht auf die Flammensperren-Unterbaugruppe 420 darstellt. Wie in 4D, ein Abschnitt 432 des Rahmens 422 kann zwischen den zwei Siebelementen 422 positioniert werden, wodurch beispielsweise eine strukturelle Festigkeit gegenüber der Flammensperren-Unterbaugruppe 420 bereitgestellt wird.
In einigen Aspekten kann jedes der Siebelemente 424 unterschiedliche Eigenschaften haben, wie etwa die Öffnungsgröße oder die Netzdicke, das Material o. a. So kann beispielsweise ein Siebelement 424, verglichen mit einem anderen Siebelement 424, relativ fein sein, wodurch unterschiedliche Barrieren gegen die Strömungen verbrannten Fluids bereitgestellt werden, während immer noch ein Luftstrom (wie dargestellt) ermöglicht wird.
Wie dargestellt, umfasst der Rahmen 422 einen Seitenabschnitt 426, der zwei Hälften 428 umfasst. Bei dem dargestellten Beispiel, bei dem die beiden Hälften 428 zusammenpassen (z. B. befestigt oder gekoppelt), werden Drahtlöcher 430 gebildet. Zusätzliche Abschnitte des Rahmens 422 (z. B. auf einer Seite, die dem Seitenabschnitt 426 gegenüberliegt) können auch geteilt oder auf andere Weise konstruiert sein, um ein oder mehrere Drahtlöcher 430 zu bilden.
5 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren 500 zum Verwalten eines Verbrennungsereignisses in einem Batteriemodul. In einigen Aspekten kann das Verfahren 500 mit einem oder mehreren der Batteriemodule 100, 200 und/oder 300 oder anderen Batteriemodulen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung implementiert werden. Das Verfahren 500 umfasst den Schritt des Positionierens eines Batteriemoduls in einem Datenzentrum (502).
So kann beispielsweise ein Batteriemodul, wie z. B. eine oder mehrere Implementierungen eines Batteriemoduls, das hierin beschrieben ist, verwendet werden, um elektronische Geräte (z. B. Server, Prozessoren, Speicher, Netzwerkeinrichtungen und anderweitiges) unterstützt in Server-Racks, auf Motherboards oder auf andere Weise, zu speisen. In einigen Beispielen können ein oder mehrere Batteriemodule in oder neben einem Serverregal mit den elektronischen Geräten angebracht sein.
Das Verfahren 500 beinhaltet auch den Schritt des Zirkulierens eines Luftstroms zum Kühlen mehrerer Energiezellen in dem Batteriemodul (504). In einigen Aspekten kann ein Lüfter, intern und/oder extern zu dem Modul, einen Luftstrom durch Öffnungen in einem Ende des Batteriemoduls durch einen Luftstrompfad zirkulieren, um die Energiezellen und/oder andere wärmeerzeugende Komponenten (z. B. ein Batteriemanagementsystem) und aus dem Batteriemodul durch Öffnungen in einem anderen Ende des Batteriemoduls heraus zu kühlen. In einigen Aspekten kann natürliche Konvektion verwendet werden, um einen Kühlluftstrom durch das Batteriemodul zu strömen.
Das Verfahren 500 beinhaltet auch den Schritt des Zirkulierens des Luftstroms durch eine Flammensperre, die in dem Batteriemodul (506) angebracht ist. Zum Beispiel kann während des normalen Betriebs des Batteriemoduls (z. B. ohne ein Auftreten eines Verbrennungsereignisses) ein Luftstrom durch einen oder mehrere Flammensperren, die in dem Batteriemodul angebracht sind, passieren. Die Flammensperren beinhalten ein Sieb, ein Netz oder ein poröses Element, das ein Passieren des Luftstroms ermöglicht. Somit können während des normalen Betriebs des Batteriemoduls die Flammensperren, die in dem Batteriemodul angebracht sind, keine oder vernachlässigbare Wirkung auf die Strömung eines Kühlluftstroms haben, um die Energiezellen zu kühlen.
Das Verfahren 500 umfasst auch den Schritt, dass ein gezündetes Fluid davon abgehalten wird, von dem Batteriemodul zu einer Umgebungsumgebung (508) zu gelangen. So kann beispielsweise ein Verbrennungsereignis innerhalb des Batteriemoduls oder außerhalb des Batteriemoduls auftreten. Die Verbrennung kann sogar das Auftreten eines Hochtemperaturereignisses innerhalb oder außerhalb des Batteriemoduls sein, welches bewirkt, dass ein oder mehrere brennbare Fluide verbrennen. Die entflammbaren Fluide können beispielsweise eine Elektrolytlösung enthalten, die in den Energiezellen enthalten ist, welche jede Energiezelle verlassen kann, die in dem Batteriemodul durch ein Entlüftungselement angebracht ist. Daher kann während eines exemplarischen Verbrennungsszenarios eine belüftete Elektrolytlösung innerhalb des Batteriemoduls verbrennen, wodurch ein verbranntes Fluid (z. B. Flammen) innerhalb des Moduls gebildet wird. In einigen Aspekten kann das verbrannte Fluid aufgrund der Anordnung der Energiezellen und der Flammensperren innerhalb eines Volumens des Batteriemoduls nur durch die Flammensperren aus dem Batteriemodul austreten. Die Flammensperren können in Schritt 508 verhindern, dass das verbrannte Fluid und/oder die Flammen hindurchfließen, wodurch das verbrannte Fluid und/oder die Flammen im Batteriemodul enthalten sind.
Das Verfahren 500 beinhaltet auch den Schritt des Entfernens von Energie aus einer Verbrennungswellenfront (510). So kann beispielsweise das gezündete Fluid eine Verbrennungswellenfront oder eine Flammenfront erzeugen, die sich ungehindert über ein Batteriemodul hinaus erstrecken kann. Da die Flammensperren bei einer niedrigeren Temperatur sein können oder gute Wärmeleiter sein können, kann Energie (z. B. Wärme) von der Verbrennungsflammenfront von der Verbrennungsflammenfront zu den Flammensperren übertragen werden. Wenn Energie übertragen wird und eine Energiemenge in der Verbrennungsflammenfront verringert wird, kann die Verbrennungsflammenfront behindert oder verringert werden.
Eine gewisse Anzahl von Beispielen wurden beschrieben. Nichtsdestotrotz ist selbstverständlich, dass verschiedene Modifizierungen vorgenommen werden können. So kann beispielsweise es sich beim Gesamtluftstrom auch um ein "Pull-Cooling-System" (verglichen mit den Zeichnungen von links nach rechts und einem "Push-Kühlsystem") von rechts nach links handeln. Ein Pull-System wird manchmal als ein "Unterdruck-Kühlsystem" bezeichnet und ein Push-System wird auch als ein "positives Druck-Kühlsystem" bezeichnet. Wie jede Art von potenziellem Feldeffekt ist es der Gradient, der den Fluss leitet. So können beispielsweise die Schritte im exemplarischen Flussdiagramm in 5 in anderen Reihenfolgen vollzogen werden, es können Schritte entfernt und andere Schritte hinzugefügt werden. Als weiteres Beispiel kann ein Batteriemodul (z. B. ein Batteriemodul 100 oder ein anderes) Luftströmungsöffnungen an Seiten oder Oberseiten zusätzlich zu oder anstelle von Luftströmungsöffnungen an den Enden aufweisen. Dementsprechend liegen andere Ausführungsformen im Umfang der folgenden Ansprüche.

Claims

Ein Batteriemodul beinhaltet: Ein Gehäuse, das ein inneres Volumen definiert und einen Luftströmungsweg von einer Öffnung aufweist, die in einem ersten Endglied des Gehäuses durch das innere Volumen gebildet ist, und mit einer Öffnung, die in einem zweiten Endglied des Gehäuses ausgebildet ist; Eine Vielzahl von Energiezellen, die in dem inneren Volumen des Gehäuses angebracht sind, wobei jede der Energiezellen ein Entlüftungselement an einem Ende der Energiezelle aufweist; und Eine Flammensperre, die über dem Luftströmungspfad und zwischen der Vielzahl von Energiezellen und der Öffnung, die in dem zweiten Endglied des Gehäuses ausgebildet ist, angebracht ist, wobei die Flammensperre ein Sieb umfasst, das eine Vielzahl von Fluidwegen umfasst, die so bemessen sind, dass sie einen Luftstrom aus dem Luftströmungspfad ermöglichen Durch die Fluidwege und so bemessen, dass sie ein verbranntes Fluid behindern, um dort zu passieren.
Batteriemodul nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Lüfter, der im Gehäuse angebracht ist, um den Luftstrom zwischen der Öffnung, die im ersten Endglied des Gehäuses ausgebildet ist, und der Öffnung, die in einem zweiten Endglied des Gehäuses ausgebildet ist, zu zirkulieren.
Batteriemodul nach Anspruch 1, worin die Vielzahl von Leistungszellen direktional so im inneren Volumen angebracht ist, dass die Lüftungselemente einer Versatzrichtung gegenüber mindestens einer der Öffnung, die in dem ersten Endelement oder der in dem zweiten Ende der Öffnung ausgebildet ist und zum Ende des Gehäuses zugewendet ist.
Batteriemodul nach Anspruch 1, wobei die Flammensperre ferner einen Rahmen umfasst, der an dem Gehäuse anbringbar ist, wobei der Bildschirm innerhalb des Rahmens angebracht ist.
Batteriemodul nach Anspruch 4, worin der Rahmen ein Durchgangsloch aufweist, das einen Kabelweg zwischen den Seiten der Flammensperre bildet.
Batteriemodul nach Anspruch 4, worin das Sieb ein erstes Sieb umfasst, worin die Flammensperre ferner ein zweites Sieb umfasst, das im Rahmen im Wesentlichen parallel zum ersten Sieb angebracht ist.
Batteriemodul nach Anspruch 6, worin das zweite Sieb mehrere zweite Fluidwege beinhaltet und mindestens ein Teil der zweiten Fluidwege unterschiedliche Größen, als ein Teil der Fluidwege des ersten Siebs hat.
Batteriemodul nach Anspruch 1, worin die Flammensperre eine erste Flammensperre aufweist und das Modul ferner eine zweite Flammensperre aufweist, die über dem Luftströmungsweg und zwischen der Vielzahl von Energiezellen und der Öffnung, die in dem ersten Endteil des Gehäuses ausgebildet ist, wobei die zweite Flammensperre ein Sieb umfasst, das eine Vielzahl von Fluidwegen hat, die so bemessen sind, dass sie das Passieren eines Luftstrom aus dem Luftstromweg durch die Fluidwege zulassen, und die so bemessen sind, dass sie ein verbranntes Fluid am Passieren hindern.
Batteriemodul nach Anspruch 1, worin die Vielzahl von Leistungszellen eine Vielzahl von Lithium-Ionen-Batterien umfasst.
Batteriemodul nach Anspruch 9, worin jede der Lithium-Ionen-Batterien eine Lithium-Ionen-Batterie des Formfaktors 18650 umfasst.
Energieversorgungssystem, Folgendes umfassend: eine Vielzahl von Batteriemodulen, die elektrisch gekoppelt sind, um eine Leistungseinheit zu bilden, die konfiguriert ist, um eine Vielzahl von an einem Gestell angebrachten elektronischen Geräten in einem Datenzentrum mit elektrischer Energie zu versorgen, wobei mindestens eines der Batteriemodule umfasst: ein Gehäuse, das mindestens teilweise zur umliegenden Umgebung an den Enden des Gehäuses offen ist und einen Fluidpfad zwischen den Enden des Gehäuses definiert; eine Vielzahl von Energiezellen, die im Gehäuse angebracht sind; einen Lüfter, der in dem Gehäuse montiert ist, um einen Luftstrom durch den Fluidweg zu zirkulieren, um die Vielzahl von Leistungszellen zu kühlen; und ein erstes Sieb, das über dem Fluidpfad und zwischen der Vielzahl von Energiezellen und einem der Enden des Gehäuses angebracht ist, wobei das erste Sieb eine Vielzahl von Öffnungen umfasst, die so bemessen sind, dass der Luftstrom passieren und ein verbranntes Fluid am Passieren hindern kann.
Energieversorgungssystem nach Anspruch 11, worin das Batteriemodul ferner ein zweites Sieb umfasst, die über dem Fluidpfad und zwischen der Vielzahl von Energiezellen und dem anderen der Enden des Gehäuses angebracht ist, wobei das zweite Sieb eine Vielzahl von Öffnungen umfasst, die so bemessen sind, dass der Luftstrom passieren kann, die jedoch das verbrannte Fluid am Passieren hindern.
Energieversorgungssystem nach Anspruch 12, worin das Batteriemodul ferner einen Hitzeschild umfasst, der innerhalb des Fluidwegs angebracht ist und sich zwischen den Enden des Gehäuses erstreckt.
Energieversorgungssystem nach Anspruch 13, worin sich der Hitzeschild zwischen dem ersten und dem zweiten Sieb im Gehäuse erstreckt.
Energieversorgungssystem nach Anspruch 11, worin das Batteriemodul ferner ein Batteriemanagementsystem umfasst, das innerhalb des Fluidwegs zwischen dem ersten Sieb und dem einen Ende des Gehäuses positioniert ist.