EP2666198A2 - Batterie aus einer mehrzahl von elektrochemischen energiespeichern - Google Patents

Batterie aus einer mehrzahl von elektrochemischen energiespeichern

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EP2666198A2
EP2666198A2 EP12700208.7A EP12700208A EP2666198A2 EP 2666198 A2 EP2666198 A2 EP 2666198A2 EP 12700208 A EP12700208 A EP 12700208A EP 2666198 A2 EP2666198 A2 EP 2666198A2
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EP
European Patent Office
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separating element
fire
extinguishing agent
battery according
battery
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12700208.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tim Schaefer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Li Tec Battery GmbH
Original Assignee
Li Tec Battery GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Li Tec Battery GmbH filed Critical Li Tec Battery GmbH
Publication of EP2666198A2 publication Critical patent/EP2666198A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/16—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways
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    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/42—Grouping of primary cells into batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery of a plurality of electrochemical energy storage devices. Electrochemical energy stores are needed for a wide variety of applications and
  • fire prevention and / or fire fighting is of particular importance.
  • fire prevention or firefighting is a particularly important means of increasing the safety of such
  • DE 10 2008 059 948 A1 discloses a method and a device for fire prevention and / or fire fighting for a lithium-ion battery a vehicle, in particular a motor vehicle, in which the
  • Single cells of the battery having interior of the battery is connected via an emergency line with an extinguishant storage, and in which the interior of the battery and the extinguishant storage are at least temporarily fluidly connected via an emergency opening.
  • DE 10 2008 059 942 A1 discloses a method and a device for fire prevention and / or fire fighting in a vehicle with a coolant circuit and a fire extinguishing device.
  • the fire extinguisher is provided with emergency openings which are opened for fire fighting and / or fire prevention and through which an extinguishing agent can be applied.
  • DE 10 2008 059 968 A1 discloses a method and a device for operating a lithium-ion battery of a vehicle, in which for fire prevention and / or firefighting of the individual cells of the battery having the interior of the battery via a line with a
  • Refrigerant circuit of the battery fluidly connected and, if necessary, at least temporarily, the refrigerant from the refrigerant circuit in the
  • the present invention has for its object to provide a technical teaching for fire prevention and / or fire fighting in the context of electrochemical energy storage, while possibly overcome limitations or disadvantages of known solutions.
  • This object is achieved by a product or by a method according to one of the independent claims. With the dependent claims advantageous developments of the invention are to be put under protection.
  • a battery of a plurality of electrochemical energy stores is provided, between each of which a separating element is arranged and designed such that when it is present or entering certain conditions from this separation element can escape a fire retardant material or an extinguishing agent.
  • an electrochemical energy store is to be understood as a device which stores energy in chemical form and can deliver this energy in electrical form to an external consumer.
  • energy storage are fuel cells and galvanic cells and aggregates of a plurality of such cells.
  • the cells are secondary cells, so electrochemical energy storage, which can deliver energy stored in chemical form not only in electrical form to a consumer, but which also store this in chemical form in the provision of electrical energy, d. H. so can be loaded.
  • a battery is to be understood as meaning a spatial accumulation of electrochemical energy stores, preferably with simultaneous electrical interconnection of these electrochemical energy stores.
  • the electrochemical energy storage devices are preferably located in a battery housing, in which, in particular, prismatically shaped electrochemical energy storage devices are preferably fastened by means of frames, which preferably have a foil packaging
  • Separating elements are preferably arranged between the individual electrochemical energy stores, which serve, inter alia, preferably the spatial
  • a fire is any process in which the battery, an energy storage or parts of a
  • an extinguishing agent is to be understood as meaning a substance or a substance mixture which exerts a extinguishing effect, ie preferably an inhibiting effect on fires and / or prevents or impedes the formation of fires. Under a deletion in the
  • extinguishing agents or their preferred ingredients are substances which deprive a fire source of a chemical reactant without which the fire can not be sustained, or which inhibit a chemical reaction conducive to the initiation or maintenance of a fire.
  • Extinguishing agents are preferably prepared by mixing an extinguishing agent additive with a solvent or with a carrier.
  • preferred extinguishing agent additives are so-called gelling agents which, in conjunction with other materials, solvents or carriers, preferably water, preferably form adhesive and preferably viscous gels or viscoelastic fluids, which are distinguished by their high adhesiveness to burning objects and their surfaces.
  • Gelling agents are preferred examples of extinguishing agent additives which are preferably based on so-called
  • a viscoelastic fluid is to be understood as meaning a fluid which has the property of viscoelasticity.
  • An (ideal) fluid is understood as meaning a substance which does not resist any slow shear (approximately).
  • compressible fluids gases
  • incompressible fluids liquids
  • the superordinate term "fluid” is used because most physical laws apply (approximately) equally to gases and liquids, and many of their properties differ only quantitatively, but not fundamentally qualitatively, from one another Fluids "with their descriptive fluid mechanics and non-Newtonian fluids with the descriptive rheology. The difference here is in the flow behavior of the medium, which is described by the functional relationship of shear stress or shear stress and distortion velocity or shear rate.
  • Viscose elasticity is the time, temperature and / or temperature
  • a gel is to be understood to mean a finely dispersed system comprising at least one first, often solid and at least one second, frequently liquid phase.
  • a gel is often a colloid.
  • the solid phase forms one
  • Colloids are particles or droplets which are finely distributed in another medium (solid, gas or liquid), the dispersion medium.
  • extinguishing or fire retardant materials preferred in the context of this invention are inert gases or mixtures of inert gases.
  • an inert gas is to be understood as meaning a gas or a mixture of gases which is suitable for avoiding or combating a fire, preferably in that the inert gas has a chemical effect
  • Reactant which is conducive or necessary for the emergence or continuation of a fire, displaced or eliminated from the fire area.
  • inert gases are the gases argon, nitrogen, carbon dioxide or mixtures of some of these gases, such as
  • Inergen® is a brand name for a mixture of nitrogen, argon and carbon dioxide used as extinguishing agent for fire fighting or as protective gas for active fire prevention. Inergen consists of 52% by volume of nitrogen, 40% by volume of argon and 8% by volume of carbon dioxide
  • INERGEN® - argon, nitrogen and carbon dioxide - are of natural origin. Argon and nitrogen are extracted from the Ambient atmosphere, carbon dioxide recovered from natural gas sources. After being extinguished, they are returned to the atmosphere unchanged without polluting the environment. INERGEN® stifles fire
  • the 8 vol.% - C02 content in the extinguishing agent results in the flooded room a concentration of 2.5 - 5.0 vol.%, Depending on the fire risk and extinguishing agent. This small percentage influences the respiratory control in the human body, so that the oxygen supply in the extinguishing area -
  • INERGEN® is therefore a gas extinguishing agent that does not affect the human organism. It removes completely residue-free and 100% environmentally neutral
  • the noble gas argon is heavier than air at a density of 1.784 kg / cm 3 at 0 * C and 1013 hPa. It is chemically very inert (inert), and it is the cheapest among the noble gases and available in large quantities, so that it finds industrial use in many fields.
  • Argon is preferably used as a shielding gas when nitrogen can not be used as a shielding gas, for example, in processes with metals that chemically react with nitrogen at high temperatures.
  • Argon is non-toxic and is even used as a food additive (E938) as a propellant and protective gas, preferably in the packaging of food and in wine production.
  • Argon can be used as a gaseous extinguishing agent due to its suffocating effect and is mainly used for property protection, especially in electrical and computer equipment (http://de.wikipedia.org/wiki/Argon).
  • Nitrogen is a colorless and non-toxic gas heavier than air at a density of 1, 250 kg / cm 3 and boiling at 77.36 Kelvin.
  • Nitrogen is the main constituent of natural respiratory air at 78%
  • Argon is used as a food additive, for example as a propellant, packing gas or gas for whipping cream under the designation E941.
  • Nitrogen serves as a protective gas, inter alia during welding and lamp filling gas.
  • the inert properties of nitrogen have an advantageous effect here (http: // /de.wikipedia.org/wiki/Nitrogen)
  • Carbon dioxide, also carbon dioxide, is an incombustible only above 2 000 "in carbon monoxide and oxygen splitting, the color and
  • Carbon dioxide is a natural component of the air in which it occurs with a mean concentration of 0.038%. Carbon dioxide is displacing because of its oxygen
  • carbon dioxide causes inergen to be used for fire fighting and fire prevention in rooms where people are present. Carbon dioxide has an increasing effect on the respiratory rate of people under oxygen deficiency, so that people in rooms flooded with Inergen also at
  • Oxygen concentrations can survive, which are just over 10 vol .-%. Since many fires already extinguish at such low oxygen concentrations or do not even arise, a fire prevention or
  • Argonite® is a brand name for a mixture of approximately 50% argon and 50% nitrogen. Unlike inergens, argonite does not contain carbon dioxide admixture, with the result that the potential life-sustaining effects of carbon dioxide addition to inergens do not occur when argonite is used, which also has the occasionally beneficial effect of having undesirable effects on living beings or chemical reactions a carbon dioxide admixture when using argonite are not to be expected. In addition to the already mentioned inert gases such as argon or nitrogen or
  • Admixtures preferably may contain carbon dioxide, come as inert gases in the context of the present invention also further below
  • Haloforme in which the fluorine content is replaced by another halogen is replaced by another halogen.
  • Fluoroform has the chemical formula CHF 3 and is used in various
  • Fluoroform is commercially available under the tradename FE-13 from DuPont.
  • the inert gas 1, 1, 1, 2,3,3,3-heptafluoropropane into consideration which is also among the
  • HFC-20720 or HFC-227ea is known. It is an odorless and colorless gaseous halocarbon. This compound is used as a gaseous fire extinguishing agent.
  • the extinguishing agent is preferably suitable for combating fires in the areas of
  • Another compound that can be used as an inert gas in the context of the present invention is bromotrifluoromethane.
  • Bromotrifluoromethane smokes burns already at a concentration of 6%.
  • the Bromchlordifluormethan into consideration which is also known as Halon 121 1.
  • the Bromchlordifluormethan into consideration which is also known as Halon 121 1.
  • Novec 1230 is a product of the company 3M.
  • the density of Novec 1230 is 1.723 g / cm 3 ; the gas is thus heavier than air.
  • the compound is in normal conditions as a liquid, which is why it can be introduced in liquid form in the fire area.
  • a control device is preferably a so-called battery Management system, which preferably has sensors for the detection of measured variables that can be indicative of a fire or its possible emergence.
  • Preferred examples of such measures are temperatures of battery components or gases in interstices between battery components, pressures, partial pressures or concentrations of chemical substances whose presence in certain concentrations can be indicative of a fire or its possible formation.
  • Such control devices preferably process the measured variables detected by the sensors according to programmed algorithms or according to an electronically represented logic, preferably using at least one processor to at least one signal which causes the escape of fire-retardant material or an extinguishing agent from the separating element.
  • preferably electronically controllable valves, igniters or other actuators are used by means of which an electronic signal can be converted into a mechanical, pneumatic, hydraulic, thermal or other effect.
  • the separating element is preferably designed such that a change in certain physical or chemical parameters indicative of a fire or its possible formation causes a physical or chemical reaction of the separating element or at least one of its constituents which causes the escape of a fire-retardant material or extinguishing agent from the separator without the action of a signal of a control device result. This may preferably be the violation of
  • Predetermined breaking points or the ignition of a preferably exothermic chemical reaction or a similar physical or chemical reaction of Separating element or at least one of its components act.
  • Embodiments of the invention provided control device should be failed or disturbed.
  • temperature sensors are provided in the interior, on the surface or in the vicinity of a separating element whose signals are preferably evaluated by a control device such as a battery management system, in the event of an emerging or existing fire, the escape of a fire-retardant material or an extinguishing agent to effect from the separator.
  • a control device such as a battery management system
  • Embodiments of the invention cause an increase in the temperature of a material in the interior, on the surface or in the environment of the
  • Trenn institutes a physical or chemical reaction, preferably the ignition of an exothermic reaction whose energy is used in these cases, at least partially for initiating a process which the escape of a fire retardant material or an extinguishing agent from the
  • chemical sensors are provided in the interior, on the surface or in the vicinity of a separating element whose signals are preferably evaluated by a control device such as a battery management system, in the event of an emerging or existing fire, the escape of a fire-retardant material or a To cause extinguishing agent from the separator.
  • a control device such as a battery management system
  • Embodiments of the invention cause an increase in the concentration of a material in the interior, on the surface or in the environment of the
  • Trenn institutes a physical or chemical reaction, preferably the ignition of an exothermic reaction whose energy is used in these cases, at least partially for initiating a process which the escape of a fire retardant material or an extinguishing agent from the
  • the temperature of at least one fire-retardant material or extinguishing agent exiting the separator is reduced as it exits the separator by expansion.
  • the adiabatic expansion or the isenthalpic expansion are preferably used in this context. The latter is also known as the Joule-Thomson effect.
  • the volume of a preferably gaseous material or a mixture of at least one gas and solid or liquid, preferably finely divided, fire retardant or extinguishing agent is increased or expanded under at least approximately insulation against heat exchange with the environment.
  • the thermodynamic state variables such as the temperature and pressure and the chemical composition of the material, in particular depend on the intermolecular forces in the material.
  • Separating element preferably at least one suitable nozzle or throttle, through which the adiabatic or isenthaipisch to be expanded material can flow out of the separating element.
  • the separating element is at least partially configured as an elastic cushion, upholstery or as a balloon.
  • the separating element is at least partially filled with a gaseous fire-retardant material or extinguishing agent. According to a further preferred embodiment of the invention, whose characteristics can also be combined with features of other embodiments of the invention, it is provided that the separating element is at least partially filled with a solid or liquid material, which in the presence or occurrence of certain conditions or at its exit from the separating element at least partially passes into a liquid or gaseous state. Preferably, this change occurs
  • Physical state as a result of a reduction in pressure for example when bursting a predetermined breaking point in a at least partially designed as a cushion, cushion or balloon partition, in particular by adiabatic or isenthalpische expansion of a gas with which such a cushion, cushion or such a balloon is at least partially filled.
  • the at least partial transition into a liquid or gaseous state of at least one solid or liquid material in the separator or at its exit from the separating element is connected with a cooling effect.
  • the cooling effect is preferably due to an adiabatic or isenthalpic
  • Expansion particularly preferably in combination with an ensuing evaporation process of a gas liquefied by the adiabatic or isenthalpic expansion, in which the vaporizing or evaporating liquid withdraws heat from its environment, thus cooling its environment.
  • At least one separating element is arranged. According to a further preferred embodiment of the invention, whose features can also be combined with features of other embodiments of the invention, it is provided that at least one
  • Separating element has a first frame which at least one adjacent to this separating element with at least one second frame
  • Figure 1 shows schematically a preferred embodiment of a battery according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic view of another preferred embodiment of a battery according to the invention.
  • the embodiments shown in both figures show a battery of a plurality of electrochemical energy storage devices 2, between each of which a separating element 10 is arranged.
  • Energy storage are connected by electrical conductor elements 9 and 1 1 in series and by Abieiter 4 and 5, the electrical connections of the end energy storage are led to the outside. Between the walls, the cover plate or the bottom plate of the battery case 1 and the
  • Dividing elements or some separating elements are preferably designed as elastic cushions, upholstery or as a balloon. This allows the
  • Control device 12 which, preferably controlled by sensors, generate signals and send out to the separating elements 13, which can cause the escape of a fire-retardant material or an extinguishing agent from the separating element.

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Abstract

Bei einer Batterie aus einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern ist zwischen diesen elektrochemischen Energiespeichern jeweils ein Trennelement angeordnet und so ausgestaltet, dass beim Vorliegen oder Eintreten bestimmter Voraussetzungen aus diesem Trennelement ein brandhemmendes Material oder ein Löschmittel austreten kann.

Description

Batterie aus einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern
Beschreibung Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 2011 008 792.3 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterie aus einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern. Elektrochemische Energiespeicher werden für die unterschiedlichsten Anwendungen benötigt und
dementsprechend in sehr unterschiedliche Umgebungen integriert und je nach den Anforderungen der Anwendungen in verschiedenartigen Anordnungen verwendet, in denen eine Mehrzahl elektrochemischer Energiespeicher zu einer Batterie zusammen geschaltet werden, um durch eine der Anwendung ent- sprechende Reihen- oder Parallelschaltung einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern für die Bereitstellung einer den Anforderungen der Anwendung entsprechenden Spannung oder Kapazität zu sorgen.
Im Zusammenhang mit solchen Energiespeichern ist die Brandprävention und/oder die Brandbekämpfung von besonderer Bedeutung. Insbesondere bei der Verwendung solcher elektrochemischen Energiespeicher für Fahrzeuge zur Personenbeförderung ist die Brandprävention oder die Brandbekämpfung ein besonders wichtiges Mittel zur Erhöhung der Sicherheit solcher
Energiespeicher.
Die DE 10 2008 059 948 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Brandprävention und/oder Brandbekämpfung für eine Lithium-Ionen-Batterie eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, bei welcher der
Einzelzellen der Batterie aufweisende Innenraum der Batterie über eine Notfallleitung mit einem Löschmittelspeicher verbunden ist, und bei welcher der Innenraum der Batterie und der Löschmittelspeicher über eine Notfallöffnung zumindest zeitweilig fluidisch verbunden sind.
Die DE 10 2008 059 942 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Brandprävention und/oder Brandbekämpfung bei einem Fahrzeug mit einem Kühlmittelkreislauf und einer Feuerlösch Vorrichtung. Die Feuerlöschvorrichtung ist mit Notfallöffnungen versehen, die zur Brandbekämpfung und/oder zur Brandprävention geöffnet werden und durch die ein Löschmittel ausgebracht werden kann.
Die DE 10 2008 059 968 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Lithium-Ionen-Batterie eines Fahrzeugs, bei welchem zur Brandprävention und/oder Brandbekämpfung der Einzelzellen der Batterie aufweisende Innenraum der Batterie über eine Leitung mit einem
Kältemittelkreislauf der Batterie fluidisch verbunden und im Bedarfsfall zumindest zeitweilig das Kältemittel aus dem Kältemittelkreislauf in den
Innenraum eingeleitet wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine technische Lehre zur Brandprävention und/oder Brandbekämpfung im Zusammenhang mit elektrochemischen Energiespeichern anzugeben und dabei nach Möglichkeit Beschränkungen oder Nachteile bekannter Lösungen zu überwinden. Diese Aufgabe wird durch ein Erzeugnis bzw. durch ein Verfahren nach einem der unabhängigen Ansprüche gelöst. Mit den Unteransprüchen sollen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung unter Schutz gestellt werden.
Erfindungsgemäß ist eine Batterie aus einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern vorgesehen, zwischen denen jeweils ein Trennelement angeordnet und so ausgestaltet ist, dass beim Vorliegen oder Eintreten bestimmter Voraussetzungen aus diesem Trennelement ein brandhemmendes Material oder ein Löschmittel austreten kann.
In diesem Zusammenhang soll unter einem elektrochemischen Energiespeicher eine Einrichtung verstanden werden, die Energie in chemischer Form speichert und diese Energie in elektrischer Form an einen externen Verbraucher abgeben kann. Wichtige Beispiele für solche Energiespeicher sind Brennstoffzellen und galvanische Zellen sowie Aggregate aus einer Mehrzahl solcher Zellen.
Vorzugsweise sind die Zellen dabei Sekundärzellen, also elektrochemische Energiespeicher, welche in chemischer Form gespeicherte Energie nicht nur in elektrischer Form an einen Verbraucher abgeben können, sondern welche bei Zurverfügungstellung von elektrischer Energie diese auch in chemischer Form speichern, d. h. also geladen werden können. In diesem Zusammenhang soll unter einer Batterie eine räumliche Ansammlung von elektrochemischen Energiespeichern, vorzugsweise bei gleichzeitiger elektrischer Zusammenschaltung dieser elektrochemischen Energiespeicher verstanden werden. Die elektrochemischen Energiespeicher befinden sich dabei vorzugsweise in einem Batteriegehäuse, in welchem insbesondere prismatisch geformte elektrochemische Energiespeicher vorzugsweise mit Hilfe von Rahmen befestigt sind, welche den vorzugsweise mit einer Folienverpackung
ausgestatteten einzelnen elektrochemischen Energiespeichern oder
galvanischen Zellen mechanische Stabilität verleihen. Zwischen den einzelnen elektrochemischen Energiespeichern sind vorzugsweise Trennelemente angeordnet, die unter anderem vorzugsweise dazu dienen, die räumliche
Ansammlung der einzelnen elektrochemischen Energiespeicher gegen
Vibrationen, Erschütterungen oder andere potentiell schädliche mechanische, thermische oder andere Einflüsse zu schützen, die einzelnen elektrochemischen Energiespeicher zu temperieren, insbesondere zu kühlen und vorzugsweise auch brandhemmende Wirkungen zu entfalten. In diesem Zusammenhang ist unter einem Brand jeder Vorgang zu verstehen, bei dem sich die Batterie, ein Energiespeicher oder Teile eines
Energiespeichers oder seiner Umgebung in einer unerwünschten chemischen Reaktion umwandeln oder zersetzen. Brände in diesem Sinne sind
insbesondere exotherme chemische Reaktionen von Bauelementen oder Komponenten eines Energiespeichers oder seiner Umgebung, die häufig in Folge einer Überhitzung des Energiespeichers oder seiner Komponenten auftreten. Unter einem Löschmittel soll in diesem Zusammenhang ein Stoff oder ein Stoffgemisch verstanden werden, das eine Löschwirkung, also vorzugsweise eine hemmende Wirkung auf Brände ausübt und/oder die Entstehung von Bränden verhindert oder erschwert. Unter einer Löschwirkung soll im
Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Wirkung verstanden werden, die einem Brand entgegenwirkt, d.h. die die Folgen oder die Entstehung eines Brandes verhindern oder mildern kann. Wichtige Beispiele für Löschmittel oder ihre bevorzugten Inhaltsstoffe, sind Stoffe, welche einem Brandherd einen chemischen Reaktionspartner entziehen, ohne den der Brand nicht aufrechterhalten werden kann, oder welche eine chemische Reaktion inhibieren, die der Initiation oder Aufrechterhaltung eines Brandes förderlich ist. Löschmittel werden vorzugsweise durch Mischung eines Löschmitteladditivs mit einem Lösungsmittel oder mit einem Trägerstoff hergestellt.
Bevorzugte Löschmitteladditive sind im Zusammenhang mit dieser Erfindung sogenannte Gelbildner, die im Zusammenhang mit anderen Materialien, Lösungsmitteln oder Trägerstoffen wie vorzugsweise Wasser vorzugsweise haftfähige und vorzugsweise viskose Gele oder viskoelastische Fluide ausbilden, die sich vorzugsweise durch ihre hohe Haftfähigkeit auf brennenden Objekten und deren Oberflächen auszeichnen. Gelbildner sind bevorzugte Beispiele für Löschmitteladditive, die vorzugsweise auf sogenannten
Superabsorbem basieren, und die vorzugsweise als Pulver oder feste
Materialien vorgehalten werden oder auch als Emulsionen. Superabsorber können häufig ein Vielfaches ihres Gewichts oder Volumens an Wasser oder eines anderen Trägersubstanz aufnehmen. Gele auf Wasserbasis die durch entsprechende Superabsorber durch Vermischen mit Wasser gebildet werden haben gegenüber herkömmlichen Schaumteppichen den Vorteil, das eine luftdichte Sperrschicht gebildet wird, die länger bestehen bleibt als bei herkömmlichen Schaumteppichen und die deutlich weniger Wasser an das Brandgut abgibt.
Im Zusammenhang mit der Beschreibung der vorliegenden Erfindung soll unter einem viskoselastischen Fluid ein Fluid verstanden werden, das die Eigenschaft der Viskoselastizität aufweist. Unter einem (idealen) Fluid versteht man eine Substanz, die einer beliebig langsamen Scherung (näherungsweise) keinen Widerstand entgegensetzt. Man unterscheidet kompressible Fluide (Gase) und inkompressible Fluide (Flüssigkeiten). Der übergeordnete Begriff„Fluid" wird verwendet, weil die meisten physikalischen Gesetze für Gase und Flüssigkeiten (näherungsweise) gleichermaßen gelten und sich viele ihrer Eigenschaften nur quantitativ, aber nicht grundsätzlich qualitativ von einander unterscheiden. Reale Fluide können aufgrund ihres Verhaltens eingeteilt werden in„newtonsche Fluide" mit der sie beschreibenden Strömungsmechanik und nicht-newtonsche Fluide mit der sie beschreibenden Rheologie. Der Unterschied besteht hier im Fließverhalten des Mediums, das durch den funktionalen Zusammenhang von Schubspannung bzw. Scherspannung und Verzerrungsgeschwindigkeit bzw. Schergeschwindigkeit beschrieben wird.
Als Viskoselastizität bezeichnet man die zeit-, temperatur- und / oder
frequenzabhängige Elastizität von Fluiden wie z.B. von polymeren Schmelzen oder Festkörpern, wie beispielsweise Kunststoffen. Die Viskoselastizität ist durch ein teilweise elastisches, teilweise viskoses Verhalten geprägt. Das Material kehrt nach Entfernen einer von außen einwirkenden Kraft nur unvollständig in seinen Ausgangszustand zurück; die verbleibende Energie wird in Form von Fließvorgängen abgebaut. Im Zusammenhang mit der Beschreibung der vorliegenden Erfindung soll unter einem Gel ein feindisperses System aus mindestens einer ersten, häufig festen und mindestens einer zweiten, häufig flüssigen Phase verstanden werden. Ein Gel stellt häufig ein Kolloid dar. Die feste Phase bildet dabei ein
schwammartiges, dreidimensionales Netzwerk, dessen Poren durch eine
Flüssigkeit oder auch durch ein Gas ausgefüllt sind. Beide Phasen durchdringen sich dabei häufig vollständig. Als Kolloide werden Teilchen oder Tröpfchen bezeichnet, die in einem anderen Medium (Feststoff, Gas oder Flüssigkeit), dem Dispersionsmedium, fein verteilt sind.
Andere im Zusammenhang mit dieser Erfindung bevorzugte Löschmittel oder brandhemmende Materialien sind Inertgase oder Gemische aus Inertgasen. Unter einem Inertgas ist in diesem Zusammenhang ein Gas oder ein Gemisch von Gasen zu verstehen, das geeignet ist, einen Brand zu vermeiden oder zu bekämpfen, vorzugsweise, indem das Inertgas einen chemischen
Reaktionspartner, der für das Entstehen oder Fortbestehen eines Brandes förderlich oder notwendig ist, aus dem Brandbereich verdrängt oder eliminiert. Bevorzugte Beispiele für solche Inertgase sind die Gase Argon, Stickstoff, Kohlendioxyd oder Mischungen einiger dieser Gase, wie beispielsweise
Inergen® oder Argonite®.
Grundsätzlich sind alle Gase als Inertgase in diesem Zusammenhang geeignet, die chemisch mit den Brandgut nicht reagieren und die in der Lage sind mögliche Reaktionspartner des Brandgutes aus dem Brandbereich zu verdrängen. Inergen® ist ein Markenname für ein Gemisch aus Stickstoff, Argon und Kohlendioxyd das als Löschmittel zur Brandbekämpfung oder als Schutzgas zur aktiven Brandvermeidung eingesetzt wird. Inergen besteht zu 52 Vol.-% aus Stickstoff, zu 40 Vol.-% aus Argon und 8 Vol.-% aus Kohlendioxyd
(http://de.wikipedia.org/wiki/lnergen).
Alle Bestandteile von INERGEN® - Argon, Stickstoff und Kohlendioxid - sind natürlichen Ursprungs. Argon und Stickstoff werden aus der Umgebungsatmosphäre, Kohlendioxid aus natürlichen Gasquellen gewonnen. Nach dem Löschen gelangen sie unverändert wieder in die Atmosphäre, ohne die Umwelt zu belasten. INERGEN® erstickt Feuer durch
Sauerstoffverdrängung und gewährleistet durch den Anteil Kohlendioxid gleichzeitig die Versorgung des menschlichen Körpers mit Sauerstoff.
Der 8 Vol.%-ige C02-Anteil im Löschmittel ergibt im gefluteten Raum eine Konzentration von 2,5 - 5,0 Vol.%, je nach Brandrisiko und Löschmittelmenge. Dieser geringe Prozentsatz beeinflusst die Atmungssteuerung im menschlichen Körper, sodass das Mindersauerstoffangebot im Löschbereich - zur
Feuerlöschung reduziert auf 14 Vol% bis 10 Vol% - durch eine automatische Erhöhung des Atmungstaktes (Volumens) ausgeglichen wird. Die
Sauerstoffmenge, die in unseren Gehirnzellen zur Sicherstellung der wichtigen Körperfunktionen ankommt, bleibt praktisch unverändert - auch bei
bewusstlosen Personen. INERGEN® ist also ein Gaslöschmittel, das den menschlichen Organismus nicht beeinträchtigt. Es löscht vollkommen rückstandsfrei und hundertprozentig umweltneutral
(http://www.totalwalther.de/inergen_loeschanlagen.htm). Das Edelgas Argon ist mit einer Dichte von 1 ,784 kg/cm3 bei 0 *C und 1013 hPa schwerer als Luft. Es ist chemisch sehr reaktionsträge (inert), und es ist das billigste unter den Edelgasen und in großen Mengen verfügbar, so dass es in vielen Bereichen industrielle Verwendung findet. Argon wird als Schutzgas bevorzugt verwendet, wenn Stickstoff als Schutzgas nicht verwendet werden kann, beispielsweise bei Verfahren mit Metallen, die mit Stickstoff bei hohen Temperaturen chemisch reagieren. Argon ist nicht giftig und wird sogar als Lebensmittelzusatzstoff (E938) als Treib- und Schutzgas vorzugsweise bei der Verpackung von Lebensmitteln und bei der Weinherstellung verwendet. Argon kann auf Grund seiner erstickenden Wirkung als Gasförmiges Löschmittel eingesetzt werden und wird vorwiegend für den Objektschutz, vor allem bei elektrischen und EDV-Anlagen verwendet (http://de.wikipedia.org/wiki/Argon). Stickstoff ist ein farbloses und ungiftiges Gas, das mit einer Dichte von 1 ,250 kg/cm3 bei 0 "C schwerer ist als Luft und bei 77,36 Kelvin siedet. Molekularer Stickstoff ist mit 78 % Hauptbestandteil der natürlichen Atemluft. Stickstoff ist wie Argon als Lebensmittelzusatzstoff, beispielsweise als Treibgas, Packgas oder Gas zum aufschlagen von Sahne unter der Bezeichnung E941 zugelassen. Stickstoff dient als Schutzgas, unter anderem beim Schweißen und als Lampen- Füllgas. Die inerten Eigenschaften des Stickstoffs wirken sich hier vorteilhaft aus (http://de.wikipedia.org/wiki/Stickstoff). Kohlendioxyd, auch Kohlenstoffdioxyd, ist ein unbrennbares sich erst oberhalb 2 000 " in Kohlenmonoxyd und Sauerstoff aufspalten des, färb- und
geruchloses Gas, das sich gut in Wasser löst. Mit basischen Metalloxyden oder Metallhydrooxyden bildet es zwei Arten von Salzen, die als Karbonate
beziehungsweise als Hydrogencarbonate bezeichnet werden
(http://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoffdioxid). Kohlendioxyd ist ein natürlicher Bestandteil der Atemluft, in der es mit einer mittleren Konzentration von 0,038 % vorkommt. Kohlendioxyd wird wegen seiner Sauerstoff verdrängenden
Eigenschaft zu Feuerlöschzwecken, vor allem in Handfeuerlöschern und in automatischen Löschanlagen verwendet.
Als Bestandteil des Inertgases Inergen® bewirkt Kohlendioxyd, dass Inergen auch zur Brandbekämpfung und Brandvermeidung in solchen Räumen verwendet werden kann, in denen sich Menschen aufhalten. Kohlendioxyd wirkt dabei steigernd auf die Atemfrequenz der Menschen unter Sauerstoffmangel, so dass Menschen in mit Inergen gefluteten Räumen auch bei
Sauerstoffkonzentrationen überleben können, die nur knapp über 10 Vol.-% liegen. Da viele Brände bei derartig geringen Sauerstoffkonzentrationen bereits erlöschen oder gar nicht erst entstehen, ist eine Brandvermeidung oder
Brandbekämpfung auf der Grundlage von. Inergen häufig einer
Brandbekämpfung mit anderen Schutzgasen vorzuziehen, weil hierdurch
Gefahren für beteiligte Menschen verringert werden können. Argonite® ist ein Markenname für ein Gemisch aus ca. 50% Argon und 50 % Stickstoff. Im Gegensatz zu Inergen enthält Argonite keine Beimischung von Kohlendioxyd was zur Folge hat, dass die möglicher Weise lebenserhaltenden Wirkungen der Kohlendioxydbeimischung in Inergen bei Verwendung von Argonite nicht eintreten, was jedoch auch die gelegentlich vorteilhafte Folge hat, das unerwünschte Auswirkungen auf Lebewesen oder chemische Reaktionen mit einer Kohlendioxydbeimischung bei Verwendung von Argonite nicht zu erwarten sind. Neben den bereits genannten Inertgasen wie Argon oder Stickstoff oder
Gemischen aus diesen Gasen wie Inergen oder Argonite, die teilweise
Beimischungen, vorzugsweise aus Kohlendioxyd enthalten können, kommen als Inertgase im Sinne der vorliegenden Erfindung auch weitere unter
Normalbedingungen meist gasförmige Verbindungen in Betracht, die
brandhemmende, brandvermeidende oder erstickende Wirkung haben.
Hierzu gehört beispielsweise auch das Fluoroform oder dazu analoge
Haloforme, in denen der Fluoranteil durch ein anderes Halogen ersetzt ist.
Fluoroform hat die chemische Formel CHF3 und wird bei verschiedenen
Anwendungen als Feuerlöschmittel verwendet, wozu es wegen seiner allgemein geringen Toxizität seiner geringen chemischen Reaktivität und seiner hohen Dichte geeignet erscheint. Fluoroform ist unter dem Handelsnamen FE-13 der Firma DuPont im Handel erhältlich. Weiterhin kommt im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung auch das Inertgas 1 ,1 ,1 ,2,3,3,3-Heptafluorpropan in Betracht, das auch unter den
Handelsnamen HFC-20720 oder HFC-227ea bekannt ist. Es handelt sich hier um ein geruchloses und farbloses gasförmiges Halocarbon. Diese Verbindung ist als gasförmiges Feuerlöschmittel gebräuchlich. Das Löschmittel eignet sich vorzugsweise zur Bekämpfung von Bränden in den Bereichen von
Datenverarbeitungs- und Telekommunikationsanlagen. Seine Löschwirkung tritt vorzugsweise bei Konzentrationen zwischen 6,25 Vol.-% und 9 Vol.-% ein. Unterhalb einer Konzentration von 9 Vol.-% erlaubt die US Umweltbehörde die Verwendung dieses Gases auch in Räumen, in denen sich Menschen befinden. Bei sehr hohen Temperaturen zersetzt sich Heptanfluorpropan allerdings unter Bildung von Fluorwasserstoff.
Eine weitere Verbindung die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung als Inertgas eingesetzt werden kann ist das Bromtrifluormethan.
Bromtrifluormethan erstickt Verbrennungen bereits bei einer Konzentration von 6 %.
Weiterhin kommt als Intergas im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung auch das Bromchlordifluormethan in Betracht, welches auch als Halon 121 1 bekannt ist. Da einige der genannten halogenhaltigen Verbindungen dem Hinblick auf Ihre umweltschädliche Wirkung bedenklich sind und teilweise in ihrer Anwendung durch gesetzliche Bestimmungen beschränkt wurden, soll hier noch eine weitere Verbindung genannt werden, die unter dem Handelsnamen Novec 1230 bekannt ist. Es handelt sich um ein Produkt der Firma 3M. Die Dichte von Novec 1230 beträgt 1 ,723 g/cm3; das Gas ist somit schwerer als Luft. Die Verbindung liegt bei Normalbedingungen als Flüssigkeit vor, weshalb sie auch in flüssiger Form in den Brandbereich eingebracht werden kann.
Weitere Gasförmige oder flüssige Verbindungen, die hier aus Platzgründen nicht abschließend aufgezählt werden können, sind als Inertgase oder Bestandteile von Inertgasgemischen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung geeignet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Austritt eines brandhemmenden Materials oder eines Löschmittels aus dem Trennelement durch ein Signal einer Steuereinrichtung bewirkt wird. Eine derartige Steuereinrichtung ist vorzugsweise ein sogenanntes Batterie- Management-System, welche vorzugsweise über Sensoren zur Erfassung von Messgrößen verfügt, die indizierend für einen Brand oder seine mögliche Entstehung sein können. Bevorzugte Beispiele für solche Messgrößen sind Temperaturen von Batteriebauteilen oder Gasen in Zwischenräumen zwischen Batteriebauteilen, Drücke, Partialdrücke oder Konzentrationen von chemischen Stoffen, deren Anwesenheit in bestimmten Konzentrationen indizierend für für einen Brand oder seine mögliche Entstehung sein können.
Derartige Steuereinrichtungen verarbeiten die von den Sensoren erfassten Messgrößen vorzugsweise gemäß programmierter Algorithmen oder gemäß einer elektronisch repräsentierten Logik, vorzugsweise unter Einsatz wenigstens eines Prozessors vorzugsweise zu wenigstens einem Signal, welches den Austritt eines brandhemmenden Materials oder eines Löschmittels aus dem Trennelement bewirkt. Dazu werden vorzugsweise elektronisch ansteuerbare Ventile, Zündvorrichtungen oder andere Aktoren eingesetzt, mit deren Hilfe ein elektronisches Signal in eine mechanische, pneumatische, hydraulische, thermische oder andere Wirkung umgewandelt werden kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, deren Merkmale auch mit Merkmalen anderer Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden können, ist es vorgesehen, dass der Austritt eines
brandhemmenden Materials oder eines Löschmittels aus dem Trennelement ohne Einwirkung eines Signals einer Steuereinrichtung bewirkt wird. In diesen Fällen ist das Trennelement vorzugsweise derart ausgestaltet, dass eine für für einen Brand oder seine mögliche Entstehung indizierende Änderung bestimmter physikalischer oder chemischer Parameter eine physikalische oder chemische Reaktion des Trennelements oder wenigstens eines seiner Bestandteile bewirkt, welche den Austritt eines brandhemmenden Materials oder eines Löschmittels aus dem Trennelement ohne Einwirkung eines Signals einer Steuereinrichtung zur Folge hat. Dabei kann es sich vorzugsweise um die Verletzung von
Sollbruchstellen oder die Zündung einer vorzugsweise exothermen chemischen Reaktion oder eine ähnliche physikalische oder chemische Reaktion des Trennelements oder wenigstens eines seiner Bestandteile handeln. Diese Ausführungsformen der Erfindung sind mit dem Vorteil verbunden, dass der Austritt eines brandhemmenden Materials oder eines Löschmittels aus dem Trennelement auch dann noch erfolgen kann, wenn eine bei anderen
Ausführungsformen der Erfindung vorgesehene Steuereinrichtung ausgefallen oder gestört sein sollte.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, deren Merkmale auch mit Merkmalen anderer Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden können, ist es vorgesehen, dass der Austritt eines
brandhemmenden Materials oder eines Löschmittels aus dem Trennelement durch den Anstieg der Temperatur eines Materials im Inneren, auf der
Oberfläche oder in der Umgebung des Trennelementes bewirkt wird.
Vorzugsweise sind Temperatursensoren im Inneren, auf der Oberfläche oder in der Umgebung eines Trennelementes vorgesehen, deren Signale vorzugsweise von einer Steuereinrichtung wie beispielsweise einem Batterie-Management- System ausgewertet werden, um im Falle eines entstehenden oder bestehenden Brandes den Austritt eines brandhemmenden Materials oder eines Löschmittels aus dem Trennelement zu bewirken. Bei anderen bevorzugten
Ausführungsformen der Erfindung bewirkt ein Anstieg der Temperatur eines Materials im Inneren, auf der Oberfläche oder in der Umgebung des
Trennelementes eine physikalische oder chemische Reaktion, vorzugsweise das Zünden einer exothermen Reaktion, deren Energie in diesen Fällen wenigstens teilweise zur Einleitung eines Prozesses verwendet wird, welcher den Austritt eines brandhemmenden Materials oder eines Löschmittels aus dem
Trennelement bewirkt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, deren Merkmale auch mit Merkmalen anderer Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden können, ist es vorgesehen, dass der Austritt eines
brandhemmenden Materials oder eines Löschmittels aus dem Trennelement durch den Anstieg der Konzentration eines Materials im Inneren, auf der Oberfläche oder in der Umgebung des Trennelementes bewirkt wird.
Vorzugsweise sind chemische Sensoren im Inneren, auf der Oberfläche oder in der Umgebung eines Trennelementes vorgesehen, deren Signale vorzugsweise von einer Steuereinrichtung wie beispielsweise einem Batterie-Management- System ausgewertet werden, um im Falle eines entstehenden oder bestehenden Brandes den Austritt eines brandhemmenden Materials oder eines Löschmittels aus dem Trennelement zu bewirken. Bei anderen bevorzugten
Ausführungsformen der Erfindung bewirkt ein Anstieg der Konzentration eines Materials im Inneren, auf der Oberfläche oder in der Umgebung des
Trennelementes eine physikalische oder chemische Reaktion, vorzugsweise das Zünden einer exothermen Reaktion, deren Energie in diesen Fällen wenigstens teilweise zur Einleitung eines Prozesses verwendet wird, welcher den Austritt eines brandhemmenden Materials oder eines Löschmittels aus dem
Trennelement bewirkt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, deren Merkmale auch mit Merkmalen anderer Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden können, ist es vorgesehen, dass die Temperatur wenigstens eines aus dem Trennelement austretenden brandhemmenden Materials oder Löschmittels bei seinem Austritt aus dem Trennelement durch Expansion vermindert wird. Vorzugsweise sind in diesem Zusammenhang die adiabatische Expansion oder die isenthalpische Expansion eingesetzt. Letztere ist auch unter dem Namen Joule-Thomson-Effekt bekannt. Bei der adiabatischen Expansion wird das Volumen eines vorzugsweise gasförmigen Materials oder eines Gemisches aus wenigstens einem Gas und festen oder flüssigen, vorzugsweise fein verteilten brandhemmenden Materials oder eines Löschmittels unter wenigstens näherungsweiser Isolation gegen einen Wärmeaustausch mit der Umgebung erhöht oder expandiert. Dabei wird die Temperatur des expandierten Materials unter bestimmten Voraussetzungen, die von thermodynamischen Zustandsgrößen wie der Temperatur und dem Druck sowie von der chemischen Zusammensetzung des Materials, insbesondere von den intermolekularen Kräften in dem Material abhängen, vermindert. Diese Zusammenhänge sind dem Fachmann aus der technischen Thermodynamik gut bekannt und müssen deshalb hier nicht dargestellt werden. Bei der isenthalpischen Expansion eines realen Gases durch eine Drossel, die dem Fachmann aus der technischen Thermodynamik auch als Joule-Thomson- Effekt bekannt ist, wird die Temperatur des expandierten Materials unter bestimmten Voraussetzungen, die von thermodynamischen Zustandsgrößen wie der Temperatur und dem Druck sowie von der chemischen Zusammensetzung des Materials, insbesondere von den intermolekularen Kräften in dem Material abhängen, vermindert. Diese Zusammenhänge sind dem Fachmann aus der technischen Thermodynamik ebenfalls gut bekannt und müssen deshalb hier nicht dargestellt werden. Bei diesen oder anderen Ausführungsformen der Erfindung weist das
Trennelement vorzugsweise wenigstens eine geeignete Düse oder Drossel auf, durch welche das adiabatisch oder isenthaipisch zu expandierende Material aus dem Trennelement ausströmen kann. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, deren Merkmale auch mit Merkmalen anderer Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden können, ist es vorgesehen, dass das Trennelement wenigstens bereichsweise als elastisches Kissen, Polster oder als Ballon ausgestaltet ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, deren Merkmale auch mit Merkmalen anderer Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden können, ist es vorgesehen, dass das Trennelement wenigstens teilweise mit einem gasförmigen brandhemmenden Material oder Löschmittel befüllt ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, deren Merkmale auch mit Merkmalen anderer Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden können, ist es vorgesehen, dass das Trennelement wenigstens teilweise mit einem festen oder flüssigen Material befüllt ist, welches beim Vorliegen oder Eintreten bestimmter Voraussetzungen oder bei seinem Austritt aus dem Trennelement wenigstens teilweise in einen flüssigen oder gasförmigen Zustand übergeht. Vorzugsweise tritt diese Änderung des
Aggregatzustandes als Folge einer Druckerniedrigung, beispielsweise beim Platzen einer Sollbruchstelle in einem wenigstens bereichsweise als Kissen, Polster oder Ballon ausgestalteten Trennelement, insbesondere durch adiabatische oder isenthalpische Expansion eines Gases auf, mit dem eine solches Kissen, Polster oder ein solcher Ballon wenigstens teilweise gefüllt ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, deren Merkmale auch mit Merkmalen anderer Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden können, ist es vorgesehen, dass der wenigstens teilweise Übergang in einen flüssigen oder gasförmigen Zustand wenigstens eines festen oder flüssigen Materials in dem Trennelement oder bei seinem Austritt aus dem Trennelement mit einer Kühlwirkung verbunden ist. Die Kühlwirkung ergibt sich dabei vorzugsweise in Folge einer adiabatischen oder isenthalpischen
Expansion, besonders vorzugsweise in Kombination mit einem sich daran anschließenden Verdampfungsvorgang eines durch die adiabatische oder isenthalpische Expansion verflüssigten Gases, bei dem die verdampfende oder verdunstende Flüssigkeit ihrer Umgebung Wärme entzieht, woduch sie ihre Umgebung kühlt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, deren Merkmale auch mit Merkmalen anderer Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden können, ist es vorgesehen, dass zwischen wenigstens einer Gehäusewand der Batterie und wenigstens einem elektrochemischen
Energiespeicher wenigstens ein Trennelement angeordnet ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, deren Merkmale auch mit Merkmalen anderer Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden können, ist es vorgesehen, dass wenigstens ein
Trennelement einen ersten Rahmen aufweist, der mit wenigstens einem zweiten Rahmen wenigstens eines an dieses Trennelement angrenzenden
elektrochemischen Energiespeichers verbunden ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und mit Hilfe von Figuren näher beschrieben. Dabei zeigt
Figur 1 in schematischer Weise ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Batterie;
Figur 2 in schematischer Weise ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Batterie.
Die in beiden Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen eine Batterie aus einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichern 2, zwischen denen jeweils ein Trennelement 10 angeordnet ist. Die elektrochemischen
Energiespeicher sind durch elektrische Leiterelemente 9 und 1 1 in Serie geschaltet und durch Abieiter 4 bzw. 5 werden die elektrischen Anschlüsse der endseitigen Energiespeicher nach außen geführt. Zwischen den Wänden, der Deckelplatte bzw. der Bodenplatte des Batteriegehäuses 1 und den
Energiespeichern 2 sind Trennelemente 3, 6, 7 und 8 angeordnet. Diese
Trennelemente oder einige Trennelemente sind vorzugsweise als elastische Kissen, Polster oder als Ballon ausgestaltet. Hierdurch können die
Energiespeicher 2 gegen schädigende oder zerstörende Einflüsse von
Vibrationen oder Erschütterungen geschützt werden. Auf diese Weise entfalten die Trennelemente neben ihrer brandhemmenden oder löschenden Wirkung auch noch eine mechanische Schutzwirkung auf die Energiespeicher. Das in Figur 2 gezeigte Ausführungsbeispiel weist zusätzlich eine
Steuereinrichtung 12 auf, welche, vorzugsweise gesteuert durch Sensoren, Signale erzeugen und an die Trennelemente aussenden 13 kann, die den Austritt eines brandhemmenden Materials oder eines Löschmittels aus dem Trennelement bewirken können.

Claims

Patentansprüche
Batterie aus einer Mehrzahl von elektrochemischen Energiespeichem (2), zwischen denen jeweils ein Trennelement (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Trennelement so ausgestaltet ist, dass beim Vorliegen oder Eintreten bestimmter Voraussetzungen aus diesem Trennelement ein brandhemmendes Material oder ein
Löschmittel austreten kann.
Batterie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Austritt eines brandhemmenden Materials oder eines Löschmittels aus dem Trennelement durch ein Signal einer Steuereinrichtung (12) bewirkt wird.
Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Austritt eines brandhemmenden Materials oder eines Löschmittels aus dem Trennelement ohne Einwirkung eines Signals einer Steuereinrichtung bewirkt wird
Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Austritt eines brandhemmenden Materials oder eines Löschmittels aus dem Trennelement durch den Anstieg der Temperatur eines Materials im Inneren, auf der Oberfläche oder in der Umgebung des Trennelementes bewirkt wird.
Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Austritt eines brandhemmenden Materials oder eines Löschmittels aus dem Trennelement durch den Anstieg der Konzentration eines Materials im Inneren, auf der Oberfläche oder in der Umgebung des Trennelementes bewirkt wird.
Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Temperatur wenigstens eines aus dem Trennelement austretenden brandhemmenden Materials oder
Löschmittels bei seinem Austritt aus dem Trennelement durch Expansion vermindert wird.
Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement als elastisches Kissen, Polster oder als Ballon ausgestaltet ist.
Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement wenigstens teilweise mit einem gasförmigen brandhemmenden Material oder Löschmittel befüllt ist.
Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement wenigstens teilweise mit einem festen oder flüssigen Material befüllt ist, welches beim Vorliegen oder Eintreten bestimmter Voraussetzungen oder bei seinem Austritt aus dem Trennelement wenigstens teilweise in einen flüssigen oder gasförmigen Zustand übergeht.
Batterie nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens teilweise Übergang in einen flüssigen oder gasförmigen Zustand wenigstens eines festen oder flüssigen Materials in dem
Trennelement oder bei seinem Austritt aus dem Trennelement mit einer Kühlwirkung verbunden ist.
Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen wenigstens einer Gehäusewand der Batterie und wenigstens einem elektrochemischen Energiespeicher wenigstens ein Trennelement (3, 6, 7, 8) angeordnet ist.
Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass wenigstens ein Trennelement einen ersten Rahmen ausfweist, der mit wenigstens einem zweiten Rahmen wenigstens eines an dieses Trennelement angrenzenden elektrochemischen Energiespeichers verbunden ist.
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