EP4652642A1 - Schutzgehäuse für batterien, akkumulatoren und elektrisch aufladbare zellen sowie allen mitteln zur speicherung elektrischer energie - Google Patents

Schutzgehäuse für batterien, akkumulatoren und elektrisch aufladbare zellen sowie allen mitteln zur speicherung elektrischer energie

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Publication number
EP4652642A1
EP4652642A1 EP24701112.5A EP24701112A EP4652642A1 EP 4652642 A1 EP4652642 A1 EP 4652642A1 EP 24701112 A EP24701112 A EP 24701112A EP 4652642 A1 EP4652642 A1 EP 4652642A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
protective housing
batteries
inner chamber
compartment
accumulators
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP24701112.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard TRATTER
Werner TIRLER
Giulio VOTO
Maximilian LAMPRECHT
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.)
Eco Research Srl
Tratter Engineering Srl
Original Assignee
Eco Research Srl
Tratter Engineering Srl
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 Eco Research Srl, Tratter Engineering Srl filed Critical Eco Research Srl
Publication of EP4652642A1 publication Critical patent/EP4652642A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
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    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/627—Stationary installations, e.g. power plant buffering or backup power supplies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/251—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for stationary devices, e.g. power plant buffering or backup power supplies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/383—Flame arresting or ignition-preventing means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells

Definitions

  • the invention relates to a protective housing for batteries, accumulators and electrically rechargeable cells, as well as all means for storing electrical energy.
  • rechargeable batteries/accumulators are increasingly used, for example for powering electric bicycles or classic batteries for drills, saws and the like, or in photovoltaic systems such as buffer batteries and the like.
  • the presence of several batteries in residential or work environments raises the problem of storing these devices safely, as there is a risk of overheating and fire and the consequent formation of toxic gases, especially during charging or storage. This is particularly problematic in enclosed spaces within buildings, poses a great danger to people who may be there, and requires a solution that minimizes the release of toxic gases as a result of overheating.
  • LiPF6 lithium hexafluoride phosphate
  • C4F8 perfluoroisobutene
  • a large number of housings are known which protect batteries, accumulators and rechargeable electrical cells from external fire, but do not prevent the toxic fumes produced during combustion from escaping.
  • a cavity is provided between the sealing shell and the battery. The cavity is filled with protective gas and must have an anodized rod at its negative end. Valves are provided for discharging and charging the gas, but not for gas treatment.
  • WO 2022084220 describes a protective housing for batteries, accumulators and electric cells, comprising a body forming an inner chamber for accommodating a battery, an accumulator and/or an electric cell, characterized in that the protective housing has at least one chamber, this chamber is thermally connected via at least one surface forming the at least one wall of the protective housing and forms a compartment in the protective housing body in which water (H2O) is present, and this compartment has at least one one-way valve for releasing excess pressure and a supply channel for filling the compartment with water, and the inner chamber has at least one connection via an electrical cable to the outside of the protective housing and at least one inner surface of the protective housing forming the compartment in which thermally conductive water is present.
  • This system does not provide for smoke treatment.
  • CN112370692A describes a chamber in which batteries are placed and when a smoke sensor detects smoke, a signal is given and carbon dioxide is injected to prevent the battery from burning. Smoke treatment is not taught.
  • DE 10 2012019 676 describes a bag for transporting batteries, which consists of a textile element. This non-rigid structure requires an internal overpressure, which causes the gases formed by the batteries to Vapours pass through a textile material. This bag does not allow the batteries to be assembled and charged inside it, in addition, the shape of the bag must be checked each time and is not user-friendly. The use of a material impregnated with a vapour-permeable liquid makes sizing the batteries difficult and costly.
  • the fabric has difficulty containing the release of toxic vapours.
  • water for example, bound to the absorption material requires a temperature above 100 °C to evaporate and thus absorb the heat and lower the temperature of the vapours.
  • the material intended to absorb heat can lose this property over time by sublimation or evaporation. There is no indicator of the actual ability to absorb heat.
  • water vapor combines with the gases/vapors in the battery, resulting in a "steam distillation effect" that would reduce filtration efficiency and make it difficult to remove toxic gases.
  • DE 10 2014 203133 describes a device for tempering and degassing battery cells, comprising: a tempering device for tempering the battery cells by means of a tempering agent, a gas collection device for collecting Harmful gas from the battery cells, a transmission device which is communicatively connected to the temperature control device and which is communicatively connected to the gas collection device for transferring thermal energy between the collected harmful gas and the temperature control medium, and a degassing device which is communicatively connected to the transmission device for degassing the collected harmful gas.
  • This system has been implemented for vehicles. It does not allow the energy of the battery to be absorbed in the event of a fire and the gases to be cooled down using a simple system.
  • a protective housing for batteries, accumulators and electrical cells which has an inner chamber for accommodating a battery, an accumulator and/or electrical cells.
  • the protective housing for batteries, accumulators and electrical cells has an inner chamber for accommodating a battery, an accumulator and/or electrical cells and an outer wall and with a compartment arranged between the inner chamber and the outer wall of the protective housing, in which water is located and the inner chamber has at least one connection by means of an electrical cable outside the protective housing, characterized in that at least one line with impermeable, heat-conducting walls in contact with water (H2O) runs through this compartment and connects the inside of the compartment to the outside of the protective housing, and between the outside of the protective housing and a part of the line in contact with water (H2O) a filter is inserted which contains activated carbon and/or adsorbing molecular sieves, wherein the line can conduct smoke from the
  • the bursting valve/rupture element and/or pressure relief valve is arranged in the line.
  • the compartment can also be formed by a double wall.
  • the thermally conductive walls of the pipe are arranged in front of the filter/sieve in the direction of flow of the smoke in order to cool the smoke in front of the filter/sieve, in particular to a temperature below 100°C.
  • An indirect heat transfer takes place between the smoke flowing through the pipe and the water.
  • a bundle of pipes is used to transport the flue gases through the water. In this way, the flue gas temperature is reduced to below 100°C.
  • the pipe(s) can be considered as heat exchangers. It is advantageous that the duct(s) have a small cross-section in order to limit the flue gas flow rate.
  • the water vapor generated in the compartment can be discharged to the outside via a valve.
  • suitable filter systems such as those described above, activated carbon, but also adsorptive molecular sieves.
  • Acidic gases eg hydrofluoric acid or hydrochloric acid
  • basic adsorbents such as bicarbonates or carbonates of alkali and alkaline earth metals.
  • the invention provides a multi-stage filter system comprising adsorbents such as activated carbon, molecular sieves for organic substances, a material for absorbing acidic vapors possibly generated during overheating, e.g.
  • hydrofluoric acid or hydrochloric acid which can be retained by basic adsorbents such as bicarbonates or carbonates of alkali and alkaline earth metals, as well as filters for particles and fine dust.
  • basic adsorbents such as bicarbonates or carbonates of alkali and alkaline earth metals, as well as filters for particles and fine dust.
  • the system thus makes it possible to contain the substances emitted with the fumes caused by overheating.
  • a material can be incorporated into the inner chamber containing the battery which, when heated, releases such a quantity of carbon dioxide (CO2) that the chamber is saturated and the oxygen (oxidizer) present is reduced to a minimum. In this way, the present invention prevents toxic substances from entering the air, ensuring the safety of people and the environment.
  • CO2 carbon dioxide
  • oxidizer oxygen
  • a pressure relief valve and/or a burst valve/rupture element is arranged between the inner chamber and the filter and allows any or part of the pressure to be restricted and prevents the smoke/vapour from escaping without being regularly filtered or damaging the filter.
  • a chamber/lung can be provided inside the protective casing and/or connected to a chamber/lung which, in the event of a sudden increase in pressure, for example in a combustion chamber, can be used to evacuate the fumes.
  • the chamber/lung is advantageously formed by an "air bag" made of an elastic, heat-resistant material.
  • the chamber is accessible through a door.
  • the door can have a lock and/or a locking element that locks the door above a certain temperature, e.g. by means of a bimetallic foil that deforms at a certain temperature and closes the door.
  • the battery, accumulator and/or electrical cells are permanently mounted inside the protective housing and connected to the electrical system of the house, so that they act as an electrical energy storage device that is combined, for example, with photovoltaic panels that charge the battery during the day and are then used in the evening for household use or in the event of a power failure, keeping the accumulator safe.
  • the outer walls of the protective housing are insulated from the outside, ie they do not allow heat to be transferred between the outside and the chamber in which the battery, accumulator and/or electrical cell are arranged.
  • the inner chamber of the protective housing in which the battery, the accumulator and/or the electrical cell are arranged is connected by at least one power supply line, e.g. to charge the battery.
  • the battery is connected to the house's power grid so that it acts as a reserve, e.g. it can be charged during the day by the energy from the photovoltaic systems and supply the house with electricity in the evening, e.g. when no electricity from the photovoltaic system is available.
  • a layer of metal sponge can be applied to the inside of the chamber in which the battery is housed to dampen the spread of the heat generated and to facilitate the escape of the resulting gases.
  • a glass fibre mat can be applied inside the battery chamber to limit the movement of the battery in the event of overheating.
  • the power conversion system e.g. direct current - alternating current conversion
  • the power conversion system is housed outside the protective housing, and only one or more power cables lead into the protective housing.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a protective housing in a preferred embodiment of the system according to the invention
  • Figure 2 and Figure 3 show two parts of the protective housing according to the invention
  • Figure 4 shows a schematic representation of a filter of the protective housing
  • Figures 5a, 5b, 5c and 5d show views and sections of the container according to the invention
  • Figures 6a and 6b show a section and a side view of a protective housing according to the invention.
  • Figure 6b shows with the reference number 30 a protective housing for batteries, accumulators and/or charging cells with electrical components in a preferred embodiment.
  • This protective housing 30 has a body 36 which forms an inner chamber, an inner chamber 33, in which the battery can be arranged.
  • the battery arranged in the inner chamber 33 can be introduced into the chamber 33 for charging the battery, for example by means of a cable, or in another embodiment a battery, an accumulator, an electrical charging cell can be arranged permanently in the inner chamber 33.
  • the door can have a lock and/or a locking system which locks the door above a certain temperature, advantageously a bimetal which deforms and locks the door.
  • the inner chamber can also accommodate several batteries at the same time.
  • the inner chamber is advantageously thermally connected to a compartment 31 formed in the wall of the protective housing 30 by an inner wall 15, which can be closed, for example, by a metal surface which Heat is conducted from the inner chamber 33 into the compartment 31.
  • the compartment 31 can also be formed by a double wall.
  • Water (H2O) is arranged inside the compartment 31.
  • the inner chamber 33 is connected to the outside of the protective housing 30 by at least one line 14, 14.1, 14.2, 14.3 and 14.4 which runs through the compartment 31, the line 14, 14.1, 14.2, 14.3 and 14.4 having at least one heat-conducting surface and leading through the line 14, 14.1,14.2,14.3 and 14.4 through water into the compartment 31 in order to cool the flue gas flowing through the line(s) 14,14.1,14.2,14.3 and 14.4.
  • a filter 35 is arranged between the part of the line 14, 14.1, 14.2, 14.3 and 14.4 which is in thermal contact with water and the outside.
  • This filter 35 is advantageously formed by an activated carbon filter and/or adsorbing molecular sieve.
  • the compartment 31 has a channel and/or an access line through which the compartment 31 is filled with water. The amount of water is adjusted according to the part of the line 14, 14.1, 14.2, 14.3 and 14.4 which leads through the compartment 31 and advantageously according to the capacity of the batteries arranged in the inner chamber 33.
  • the compartment 31 has an outlet which is provided by means of an outlet valve in order to release an excess pressure which arises when the water is heated and passes into a gaseous state, and in order to avoid the risk of explosion, this water is discharged through the outlet valve.
  • the compartment forms a jacket around the inner chamber 33.
  • several compartments/chambers can be arranged around the inner chamber 33 or formed by a double wall. These compartments can communicate with each other or be separated from each other.
  • a filter 35 can also be arranged in the door 34 to filter the gas flowing through the channel 14, 14.1, 14.2, 14.3 and 14.4.
  • Each compartment 31 is advantageously thermally connected to the inner chamber 33.
  • the protective housing 30 has a heat-insulating outer wall which prevents heat from the outside from penetrating into the compartment formed in the walls of the protective housing.
  • the liquid indicator 11 can be provided with the liquid indicator rod 18.1.
  • a detection and/or signaling device can be arranged on the outlet valve, which triggers an alarm when vapors escape from the chamber(s), e.g. through a bimetallic strip. This signals that there is overheating in the inner chamber 33 and/or in the protective housing 30.
  • this vapor escape can also interrupt the electrical connection to the inner chamber, the inner chamber 33, in order to interrupt a power supply and thus reduce the risk of overheating and/or destruction of the battery in the inner chamber.
  • a locking element can be provided in the door lock 34, which locks the door at a predetermined temperature in order to prevent access to the inner chamber 33.
  • the water arranged in the compartments, the surface of which is in thermal contact with the inner chamber 33, can advantageously absorb at least 40% of the thermal energy present in the batteries, accumulators and/or load cells arranged in the inner chamber 33. Additional heat can be absorbed by the subsequent evaporation of the water (latent heat), which buffers the temperature to 100 °C.
  • the filter 35 consists of at least one layer of activated carbon 6.1, 6.2 and advantageously of at least one layer Bicarbonate.
  • the filter 35 is arranged in the door 34.
  • a layer of metal foam 19 is arranged in the inner chamber 33 so that the heat in the air is better dissipated.
  • a space/lung 22 can be provided and/or connected inside the protective housing 30, which is made accessible in the event of a sudden increase in pressure, for example by means of a pressure relief valve/pressure relief element 21, and which absorbs the excess pressure or part of the excess pressure and, after filling, slowly releases it and vents the vapors (smoke) through the (pipe) line/lines 14, 14.1, 14.2, 14.3 and 14.4.
  • the space/lung 22 is advantageously formed by an "air bag” made of an elastic, heat-resistant material.
  • the variants of the invention described above only serve to better understand the device, its functionality and the properties of the solution presented; they do not limit the scope of protection by the implementation examples. Finally, it is noted that expressions such as “comprising” and “having” or the like do not exclude the possibility of further elements or steps being provided. It is also noted that “a” or “an” does not exclude a plurality. In addition, the variants described in connection with the various The features described in the embodiments can be combined with one another as desired. Finally, it is noted that the reference numbers in the claims should not be interpreted as limiting the scope of the claims.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Schutzgehäuse (30) für Batterien, mit einer Außenwand (8) und mit einem zwischen der Innenkammer (33) und der Außenwand (8) des Schutzgehäuses angeordneten Fachs (31), in dem sich Wasser (H2O) befindet und der Innenkammer (33) mindestens eine Verbindung mittels eines elektrischen Kabels (16) außerhalb des Schutzgehäuses (30) aufweist. Erfindungsgemäß verläuft durch dieses Fach (31) mindestens eine Leitung mit undurchlässigen, wärmeleitenden Wänden in Kontakt mit Wasser (H2O) und das Innere des Fachs (31) mit der Außenseite des Schutzgehäuses (30) verbindet und zwischen der Außenseite der Schutzgehäuse und einem Teil der Leitung in Kontakt mit Wasser (H2O) ein Filter (35) eingefügt ist, der Aktivkohle und/oder adsorbierende Molekularsiebe enthält und wobei der Rauch durch die Wände der Leitung, welche mit den Wasser (H2O) in thermischen Kontakt ist, abgekühlt werden kann und dass ein Berstventil/Bruchelement und/oder Überdruckventil (38) zwischen der Innenkammer (33) und dem Filter (35) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schutzgehäuse für Batterien, Akkumulatoren und elektrisch aufladbare Zellen sowie allen Mitteln zur Speicherung elektrischer Energie. Heutzutage werden immer mehr wiederaufladbare Batterien/Akkumulatoren verwendet, zum Beispiel für den Antrieb von Elektrofahrrädern oder klassische Batterien für Bohrmaschinen, Sägen und dergleichen, oder in Photovoltaiksystemen wie Pufferbatterien und dergleichen. Das Vorhandensein mehrerer Batterien in Wohn- oder Arbeitsumgebungen wirft das Problem auf, diese Geräte sicher aufzubewahren, da sie die Gefahr der Überhitzung und des Brandes und der daraus resultierenden Bildung giftiger Gase besteht, insbesondere während des Aufladens oder der Lagerung. Dies ist vor allem in geschlossenen Räumen innerhalb von Gebäuden problematisch, stellt eine große Gefahr für Personen dar, die sich dort aufhalten können, und erfordert eine Lösung, die die Freisetzung giftiger Gase infolge von Überhitzung minimiert. Bei diesen Akkumulatoren und/oder Batterien besteht die Gefahr einer Überhitzung/Verbrennung mit Bildung giftiger Gase. Zum Beispiel kann sich Lithiumhexafluoridphosphat (LiPF6), ein Stoff, der üblicherweise als Elektrolyt für den Elektronenaustausch verwendet wird, bei Überhitzung freisetzen. Je nach der erreichten Temperatur kann es auch zur Bildung von gasförmigen Stoffen wie Flusssäure und anderen organischen Stoffen wie Perfluorisobuten (C4F8) oder anderen hochgiftigen Stoffen kommen. Bereits bei kleinen Batterien, die z. B. zum Antrieb von Fahrrädern oder Elektrorollern verwendet werden, kann eine beträchtliche Menge dieser giftigen Gase entstehen, so dass es notwendig ist, ihre Freisetzung in geschlossenen Räumen oder im Freien zu begrenzen. Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, dieses Risiko auf ein Minimum zu reduzieren. Es ist eine Vielzahl von Gehäusen bekannt, die Batterien, Akkumulatoren und aufladbare elektrische Zellen vor einem Brand von außen schützen, aber nicht verhindern, dass die bei der Verbrennung entstehenden giftigen Dämpfe entweichen können. Aus den USA 20050170238 ist ein Gehäuse aus einem Polymermaterial bekannt, das gegen Flammen resistent ist und eine Abschirmung bietet, einen Hitzeschild zum Schutz eines Geräts, das eine Batterie im Inneren enthält. Das chinesische Gebrauchsmuster CN205543089 beschreibt eine Lithium-Ionen-Batterie mit einer äußeren Dichtungsschale, die die Batterie in der äußeren Dichtungsschale verschließt. Zwischen der Dichtungsschale und der Batterie ist ein Hohlraum vorhanden. Der Hohlraum ist mit Schutzgas gefüllt und muss an seinem negativen Ende einen anodisierten Stab aufweisen. Es sind Ventile zum Entladen und Laden des Gases, aber nicht zur Gasbehandlung vorgesehen. WO 2022084220 beschreibt ein Schutzgehäuse für Batterien, Akkumulatoren und elektrischen Zellen, das einen Körper umfasst, der eine innere Kammer zur Aufnahme einer Batterie, eines Akkumulators und/oder einer elektrischen Zelle bildet, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzgehäuse mindestens eine Kammer aufweist, diese Kammer über mindestens eine Fläche, die die mindestens eine Wand des Schutzgehäuses bildet, thermisch verbunden ist und in dem Schutzgehäusekörper ein Fach bildet, in dem Wasser (H2O) vorhanden ist, und dieses Fach mindestens ein Einwegventil zum Ablassen eines Überdrucks und einen Zufuhrkanal zum Füllen des Fachs mit Wasser aufweist und die innere Kammer mindestens eine Verbindung über ein elektrisches Kabel mit der Außenseite des Schutzgehäuses und mindestens eine innere Fläche des Schutzgehäuses aufweist, die das Fach bildet, in dem thermisch leitendes Wasser vorhanden ist. Dieses System sieht keine Rauchbehandlung vor. In der CN112370692A wird eine Kammer beschrieben, in den Batterien eingelegt werden, und wenn ein Rauchsensor Rauch feststellt, wird ein Signal abgegeben und Kohlendioxid eingespritzt, um zu verhindern, dass die Batterie brennt. Eine Rauchbehandlung wird nicht gelehrt. Die DE 10 2012019 676 beschreibt eine Tasche zum Transport von Batterien, die aus einem textilen Element besteht. Diese nicht starre Struktur erfordert einen inneren Überdruck, der dazu führt, dass die von den Batterien gebildeten Dämpfe durch ein textiles Material strömen. Dieser Sack erlaubt es nicht, die Batterien in seinem Inneren aufzubauen und aufzuladen, außerdem muss die Form des Sacks jedes Mal überprüft werden und ist nicht benutzerfreundlich. Die Verwendung eines Materials, das mit einer dampfdurchlässigen Flüssigkeit imprägniert ist, macht die Dimensionierung der Batterien schwierig und kostspielig. Im Falle einer starken Freisetzung von Dämpfen infolge von Überhitzung hat das Gewebe zudem Schwierigkeiten, die Freisetzung giftiger Dämpfe einzudämmen. Das Vorhandensein von z. B. Wasser, das an das Absorptionsmaterial gebunden ist, erfordert jedoch eine Temperatur von über 100 °C, um zu verdampfen und so die Wärme zu absorbieren und die Temperatur der Dämpfe zu senken. Das Material, das Wärme absorbieren soll, kann diese Eigenschaft im Laufe der Zeit durch Sublimation oder Verdunstung verlieren. Es gibt keinen Indikator für die tatsächliche Fähigkeit, Wärme zu absorbieren. Außerdem verbindet sich Wasserdampf mit den Gasen/Dämpfen in der Batterie, was zu einem "Wasserdampfdestillationseffekt" führt, der die Filtrationseffizienz verringern und die Entfernung giftiger Gase erschweren würde. Die DE 10 2014 203133 beschreibt eine Vorrichtung zur Temperierung und Entgasung von Batteriezellen umfassend: eine Temperiereinrichtung zum Temperieren der Batteriezellen mittels eines Temperiermittels , eine Gassammeleinrichtung zum Sammeln von Schadgas der Batteriezellen, eine Übertragungseinrichtung, die mit der Temperiereinrichtung kommunizierend verbunden ist und die mit der Gassammeleinrichtung kommunizierend verbunden ist, zum Übertragen von Wärmeenergie zwischen dem gesammelten Schadgas und dem Temperiermittel, und eine Entgasungseinrichtung die mit der Übertragungseinrichtung kommunizierend verbunden ist, zum Entgasen des gesammelten Schadgases. Dieses System ist für Fahrzeuge realisiert worden. Es erlaubt nicht mit einem einfachen System sowohl die Energie der Batterie aufzunehmen bei ein Brand und auch die Gase herunter zu kühlen. Dieser Zweck wird durch ein Schutzgehäuse für Batterien, Akkumulatoren und elektrische Zellen gemäß dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 erreicht. Es wird ein Schutzgehäuse für Batterien, Akkumulatoren und elektrische Zellen vorgeschlagen, das eine innere Kammer zur Aufnahme einer Batterie, eines Akkumulators und/oder elektrischer Zellen aufweist. Erfindungsgemäß weist das Schutzgehäuse für Batterien, Akkumulatoren und elektrischen Zellen mit einem Innenkammer zur Aufnahme einer Batterie, eines Akkumulators und/oder elektrischer Zellen und einer Außenwand und mit einem zwischen dem Innenkammer und der Außenwand des Schutzgehäuses angeordneten Fach, in dem sich Wasser befindet und der Innenkammer mindestens eine Verbindung mittels eines elektrischen Kabels außerhalb des Schutzgehäuses aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass durch dieses Fach mindestens eine Leitung mit undurchlässigen, wärmeleitenden Wänden in Kontakt mit Wasser (H2O) verläuft und das Innere des Fachs mit der Außenseite der Schutzgehäuse verbindet und zwischen der Außenseite der Schutzgehäuse und einem Teil der Leitung in Kontakt mit Wasser (H2O) ein Filter eingefügt ist, der Aktivkohle und/oder adsorbierende Molekularsiebe enthält wobei die Leitung Rauch von der Innenkammer nach außen durch den Aktivkohlefilter und/oder adsorbierende Molekularsiebe leiten kann und wobei der Rauch durch die Wände der Leitung, welche mit den Wasser (H2O) in thermischen Kontakt ist, abgekühlt werden kann und dass ein Berstventil/Bruchelement und/oder Überdruckventil zwischen der Innenkammer und dem Filter angeordnet ist. Das Berstventil/Bruchelement und/oder Überdruckventil ist in der Leitung angeordnet. Das Fach kann auch durch eine Doppelwand ausgebildet sein. Die thermisch leitfähigen Wände der Leitung sind vor dem Filter/Sieb in Durchfluss Richtung des Rauches angeordnet um den Rauch vor dem Filter/Sieb abzukühlen insbesondere auf eine Temperatur unter 100°C. Zwischen der Rauch der durch die Leitung fliest und dem Wassere findet eine indirekte Wärmeübertragung statt. Vorteilhafterweise wird ein Bündel von Rohren verwendet, um die Rauchgase durch das Wasser zu transportieren. Auf diese Weise wird die Rauchgastemperatur auf unter 100°C gesenkt. Die Rohrleitung(en) können als Wärmetauscher angesehen werden. Vorteilhaft ist, dass der/die Kanal/Kanäle einen geringen Querschnitt haben, um den Rauchgasdurchsatz zu begrenzen. Vorteilhafterweise kann der in dem Fach entstehende Wasserdampf über ein Ventil nach außen abgeleitet. Bei diesem System können die bei der Überhitzung von Batterien und elektrischen Akkumulatoren entstehenden toxischen Stoffe durch geeignete Filtersysteme, wie oben beschrieben, Aktivkohle, aber auch adsorptive Molekularsiebe zurückgehalten werden. Saure Gase (z.B. Flusssäure oder Salzsäure), die ebenfalls bei Überhitzung entstehen können, können durch basische Adsorbentien, wie z.B. Bicarbonate oder Carbonate von Alkali- und Erdalkalimetallen, zurückgehalten werden. Vorteilhafterweise stellt die Erfindung ein mehrstufiges Filtersystem zur Verfügung, das Adsorptionsmittel, wie Aktivkohle, Molekularsiebe für organische Stoffe, ein Material zur Absorption von eventuell bei der Überhitzung entstehenden sauren Dämpfen, z.B. Flusssäure oder Salzsäure, die von basischen Adsorptionsmitteln, wie Bicarbonaten oder Carbonaten von Alkali- und Erdalkalimetallen, zurückgehalten werden können, sowie Filter für Partikel und Feinstaub enthält. Das System ermöglicht es somit, die mit den durch Überhitzung entstehenden Dämpfen emittierten Stoffe zurückzuhalten. Um mögliche offene Flammen einzuschränken, kann in der inneren Kammer, in der die Batterie untergebracht ist, ein Material eingebaut werden, das bei Erwärmung eine solche Menge Kohlendioxid (CO2) freisetzt, dass die Kammer gesättigt wird und der vorhandene Sauerstoff (Oxidationsmittel) auf ein Minimum reduziert wird Auf diese Weise verhindert die vorliegende Erfindung, dass giftige Stoffe in die Luft gelangen, und sorgt so für die Sicherheit der Menschen und der Umgebung. Ein Überdruckventil und/oder ein Berstventil/Bruchelement ist zwischen der Innenkammer und dem Filter angeordnet und erlaubt einen Überdruck oder einen Teil des Überdrucks zu drosseln und verhindert ein austreten des Rauchs/Dampfs ohne dass dieser regulär gefiltert wird oder dass dieser den Filter beschädigt. Vorteilhafterweise kann im Inneren des Schutzgehäuses ein Raum/eine Lunge vorgesehen und/oder mit einem Raum/einer Lunge verbunden werden, der/die im Falle eines plötzlichen Druckanstiegs z. B. durch ein Überdruckventil zugänglich gemacht wird und den Überdruck oder einen Teil des Überdrucks aufnimmt und nach dem Füllen langsam entlüftet und die Dämpfe durch die eingetauchte(n) Leitung(en) zum Filter leitet. Um diesen Effekt zu verstärken, wird der Raum/die Lunge vorteilhafterweise durch einen "Luftsack" aus einem elastischen, hitzebeständigen Material gebildet. Vorzugsweise ist die Kammer durch eine Tür zugänglich. Die Tür kann ein Schloss und/oder ein Verriegelungselement aufweisen, das ab einer bestimmten Temperatur die Tür verriegelt, z.B. mittels einer Bimetallfolie, die sich bei einer bestimmten Temperatur verformt und die Tür verschließt. In einer weiteren Ausführungsform sind die Batterie, der Akkumulator und/oder die elektrischen Zellen im Inneren des Schutzgehäuses fest montiert und an das elektrische System des Hauses angeschlossen, so dass sie als elektrischer Energiespeicher fungieren, der beispielsweise mit Photovoltaik- Paneelen kombiniert wird, die tagsüber die Batterie aufladen und dann abends für den Haushalt oder bei Stromausfall genutzt werden, wobei der Akkumulator sicher aufbewahrt wird. Vorteilhafterweise sind die Außenwände des Schutzgehäuses nach außen hin isoliert, d.h. sie lassen keine Wärmeübertragung zwischen der Außenseite und der Kammer, in der die Batterie, der Akkumulator und/oder die elektrische Zelle angeordnet sind, zu. Der Innenkammer des Schutzgehäuses, in dem die Batterie, der Akkumulator und/oder die elektrische Zelle angeordnet sind, ist durch mindestens eine Stromversorgungsleitung, z.B. zum Laden der Batterie, verbunden. Vorteilhafterweise ist die Batterie mit dem Stromnetz des Hauses verbunden, so dass sie als Reserve fungiert, kann sie z. B. tagsüber durch die Energie der Fotovoltaikanlagen aufgeladen wird und abends das Haus mit Strom versorgt, z.B. wenn kein Strom aus der Fotovoltaikanlage zur Verfügung steht. Auf der Innenseite der Kammer, in der die Batterie untergebracht ist, kann eine Schicht aus Metallschwamm angebracht werden, um die Ausbreitung der erzeugten Wärme zu dämpfen und das Entweichen der entstehenden Gase zu erleichtern. Im Inneren der Batteriekammer kann eine Glasfasermatte angebracht werden, um die Bewegung der Batterie im Falle einer Überhitzung zu begrenzen. Vorteilhafterweise ist das Stromumwandlungssystem (z. B. Gleichstrom- Wechselstrom-Umwandlung) außerhalb des Schutzgehäuses untergebracht, und nur ein oder mehrere Stromkabel führen in das Schutzgehäuse. Ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Schutzgehäuses wird im Folgenden anhand der beigefügten Abbildungen in nicht einschränkender Weise beschrieben Figur 1 eine schematische Darstellung eines Schutzgehäuses in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems, Figur 2 und Figur 3 zeigen zwei Teile der erfindungsgemäßen Schutzgehäuses, Abbildung 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Filters des Schutzgehäuses, Figur 5a, 5b, 5c und 5d zeigen Ansichten und Schnitte des erfindungsgemäßen Behälters, und Figur 6a und 6b zeigen einen Schnitt und eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schutzgehäuses. Figur 6b zeigt mit der Bezugsziffer 30 ein Schutzgehäuse für Batterien, Akkumulatoren und/oder Ladezellen mit Elektrik in einer bevorzugten Ausführungsform. Dieser Schutzgehäuse 30 weist einen Körper 36 auf, der einen Innenkammer, eine Innenkammer 33, bildet, in der die Batterie angeordnet werden kann. Die in der Innenkammer 33 angeordnete Batterie kann zum Laden der Batterie beispielsweise mittels eines Kabels in die Kammer 33 eingeführt werden oder in einer weiteren Ausführungsform kann eine Batterie, ein Akkumulator, eine elektrische Ladezelle fest in der Innenkammer 33 angeordnet sein. Die Tür kann ein Schloss und/oder ein Verriegelungssystem haben, das die Tür oberhalb einer bestimmten Temperatur verriegelt, vorteilhaft ein Bimetall, das sich verformt und die Tür verriegelt. In der Innenkammer können auch mehrere Batterien gleichzeitig untergebracht werden. Der Innenkammer ist vorteilhaft mit einem in der Wand des Schutzgehäuses 30 durch eine Innenwand 15 gebildeten Fach 31 thermisch verbunden, das beispielsweise über eine Metallfläche, die die Wärme aus dem Innenkammer 33 in das Fach 31 leitet, verbunden ist. Das Fach 31 kann auch durch eine Doppelwand ausgebildet sein. Im Inneren des Fachs 31 ist Wasser (H2O) angeordnet. Der Innenkammer 33 ist durch mindestens eine Leitung 14, 14.1, 14.2, 14.3 und 14.4 mit der Außenseite des Schutzgehäuses 30 verbunden, die durch das Fach 31 verläuft, wobei die Leitung 14, 14.1, 14.2, 14.3 und 14.4 mindestens eine wärmeleitende Oberfläche aufweist und durch die Leitung 14, 14.1,14.2,14.3 und 14.4 durch Wasser in das Fach 31 führt, um das durch die Leitung(en) 14,14.1,14.2,14.3 und 14.4 strömende Rauchgas zu kühlen. Zwischen dem Teil der Leitung 14,14.1,14.2,14.3 und 14.4, der in thermischem Kontakt mit Wasser steht, und der Außenseite ist ein Filter 35 angeordnet. Dieser Filter 35 ist vorteilhaft ausgebildet durch eine Aktivkohlefilter und/oder adsorbierende Molekularsieb. Das Fach 31 hat einen Kanal und/oder eine Zugangsleitung, über die das Fach 31 mit Wasser gefüllt wird. Die Wassermenge wird entsprechend dem Teil der Leitung 14, 14.1, 14.2, 14.3 und 14.4, der durch das Fach 31 führt, und vorteilhafterweise entsprechend der Kapazität der in der Innenkammer 33 angeordneten Batterien eingestellt. Das Fach 31 hat einen Auslass, der mittels eines Auslassventils gegeben ist, um einen Überdruck abzulassen, der entsteht, wenn durch das Erhitzen der Batterie das Wasser erhitzt wird und in einen gasförmigen Zustand übergeht, und um die Gefahr einer Explosion zu vermeiden, wird dieses Wasser durch das Auslassventil abgelassen. Vorzugsweise bildet das Fach einen Mantel um die Innenkammer 33. In einer bevorzugten Ausführungsform können mehrere Fächer/Kammern um der Innenkammer 33 angeordnet sein oder durch eine Doppelwand ausgebildet sein. Diese Fächer können miteinander in Verbindung stehen oder voneinander getrennt sein. In einer bevorzugten Ausführungsform kann auch ein Filter 35 in der Tür 34 angeordnet sein, um das durch den Kanal 14, 14.1, 14.2, 14.3 und 14.4 strömende Gas zu filtern. Jedes Fach 31 ist vorteilhafterweise thermisch mit der Innenkammer 33, verbunden. Vorteilhafterweise hat der Schutzgehäuse 30 eine wärmeisolierende Außenwand, die verhindert, dass Wärme von außen in das in den Wänden des Schutzgehäuse gebildete Fach eindringt. Dies ist für den Fall vorgesehen, dass draußen ein Feuer ausbricht und die Hitze des Feuers das Wasser verdampft, wenn sich die Batterie und/oder die im Inneren befindlichen Batterien überhitzen, wäre nicht mehr genügend Wasser vorhanden, um diese Hitze zu absorbieren, und es bestünde die Gefahr, dass die Batterie oder die im Inneren befindlichen Batterien in dem Raum innerhalb der Schutzbox explodieren. Das System kann einfach mit Wasser aufgefüllt werden, um sicherzustellen, dass jede Leckage ausgeglichen wird. Dazu kann der Flüssigkeitsanzeiger 11 mit dem Flüssigkeitsanzeigestab 18.1 vorgesehen werden. Am Auslassventil kann eine Detektions- und/oder Signaleinrichtung angeordnet sein, die einen Alarm auslöst, wenn Dämpfe aus der/den Kammer(n) entweichen, z. B. durch einen Bimetallstreifen. Dies signalisiert, dass eine Überhitzung in der Innenkammer 33 und/oder im Schutzgehäuse 30 vorliegt. Vorteilhafterweise kann durch diesen Dampfaustritt auch die elektrische Verbindung zum Innenkammer, der Innenkammer 33, unterbrochen werden, um eine Stromversorgung zu unterbrechen und damit die Gefahr einer Überhitzung und/oder Zerstörung der Batterie in der Innenkammer zu verringern. Vorteilhafterweise kann im Türschloss 34 ein Sperrelement vorgesehen sein, das bei einer vorgegebenen Temperatur die Tür verriegelt, um den Zugang zum Innenkammer 33 zu verhindern. Das in den Fächern angeordnete Wasser, dessen Oberfläche in thermischem Kontakt mit dem Innenkammer 33 steht, kann vorteilhaft mindestens 40 % der in den im Innenkammer 33 angeordneten Batterien, Akkumulatoren und/oder Wägezellen vorhandenen Wärmeenergie aufnehmen. Zusätzliche Wärme kann durch die anschließend e Verdunstung des Wassers (latente Wärme) aufgenommen werden, die die Temperatur auf 100 °C puffert. Der Filter 35 besteht aus mindestens einer Schicht Aktivkohle 6.1, 6.2 und vorteilhafterweise aus mindestens einer Schicht Bikarbonat. Vorzugsweise ist der Filter 35 in der Tür 34 angeordnet. Vorteilhafterweise ist in der Innenkammer 33 eine Schicht aus Metallschaum 19 angeordnet, so dass die Wärme in der Luft besser abgeleitet wird. Vorteilhafterweise kann im Inneren des Schutzgehäuses 30 ein Raum/eine Lunge 22 vorgesehen und/oder angeschlossen sein, der/die im Falle eines plötzlichen Druckanstiegs z.B. mittels eines Überdruckventils/eines Überdruckelements 21 zugänglich gemacht wird und den Überdruck oder einen Teil des Überdrucks aufnimmt und nach dem Füllen langsam ablässt und die Dämpfe (Rauch) durch die (Rohr)Leitung /Leitungen 14, 14.1, 14.2, 14.3 und 14.4 entlüftet. Um diesen Effekt zu verstärken, wird der Raum/die Lunge 22 vorteilhafterweise durch einen "Luftsack" gebildet, der aus einem elastischen, hitzebeständigen Material besteht. Die zuvor beschriebenen Varianten der Erfindung dienen nur dem besseren Verständnis der Vorrichtung, ihrer Funktionsweise und der Eigenschaften der vorgestellten Lösung; sie schränken den Schutzbereich nicht durch die Realisierungsbeispiele ein. Abschließend wird angemerkt, dass Ausdrücke wie „umfassend“ und „aufweisend“ oder dergleichen nicht ausschließen, dass weitere Elemente oder Schritte vorgesehen sein können. Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass „ein“ oder „eine“ keine Vielzahl ausschließen. Außerdem können die in Verbindung mit den verschiedenen Ausführungsformen beschriebenen Merkmale beliebig miteinander kombiniert werden. Schließlich wird angemerkt, dass die Referenznummern in den Ansprüchen nicht als den Schutzbereich der Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollen. Liste der Referenznummern 1 Dichtung 2 Verschluss 3 Filterbehälter 4.1 Trennelement 4.2 Trennelement 4.3 Trennelement 4.4 Trennelement 4.5 Trennelement 5.1 Bikarbonat 5.2 Bikarbonat 6.1 Aktivkohle 6.2 Aktivkohle 7 Deckel 8 Außenwand 9 Befestigungselement 10 Halterung für Ladesystem 11 Flüssigkeitsanzeiger 12 Druckbegrenzungsventil 13 Fach Schutzgehäuse 14.1,14.2,14.3 und 14.4 Rohr/Rohrleitungen 15 Innenwand 16 Elektrokabel / Stromkabel 17 Abstandshalter 18.1 Deckel 18.2 Flüssigkeitsanzeigestab 19 Metallschaum 20.1 Dichtung Kabel 20.2 Dichtung Kabel 21 Berstventil/Bruchelement 22 Lunge/dem Raum 30 Schutzgehäuse 31 Fach 33 Innenkammer 34 Tür 35 Filter 36 Körper des Schutzgehäuse 37 Ladesystem 38 Überdruckventil
20 1 Dichtung Kabel
20 2 Dichtung Kabel
21 Berstventil/Bruchelement
22 Lunge/dem Raum 30 Schutzgehäuse
31 Fach
33 Innen k amme r
34 Tür
35 Filter 36 Körper des S chut z gehäus e
37 Ladesystem
38 Überdruckventil

Claims

1 Patentansprüche 1. Schutzgehäuse (30) für Batterien, Akkumulatoren und elektrischen Zellen mit einer Innenkammer (33) zur Aufnahme einer Batterie, eines Akkumulators und/oder elektrischer Zellen und einer Außenwand (8) und mit einem zwischen der Innenkammer (33) und der Außenwand (8) des Schutzgehäuses angeordneten Fachs (31), in dem sich Wasser (H2O) befindet und der Innenkammer (33) mindestens eine Verbindung mittels eines elektrischen Kabels (16) außerhalb des Schutzgehäuses (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass durch dieses Fach (31) mindestens eine Leitung (14, 14. 1, 14.2, 14.3 und 14.4) mit undurchlässigen, wärmeleitenden Wänden in Kontakt mit Wasser (H2O) verläuft und das Innere des Fachs (31) mit der Außenseite des Schutzgehäuses (30) verbindet und zwischen der Außenseite der Schutzgehäuse und einem Teil der Leitung in Kontakt mit Wasser (H2O) ein Filter (35) eingefügt ist, der Aktivkohle und/oder adsorbierende Molekularsiebe enthält wobei die Leitung Rauch von der Innenkammer nach außen durch den Aktivkohlefilter und/oder adsorbierende Molekularsiebe leiten kann und wobei der Rauch durch die Wände der Leitung, welche mit den Wasser (H2O) in thermischen Kontakt ist, abgekühlt werden kann und dass ein Berstventil/Bruchelement und/oder Überdruckventil (38) zwischen der 2 Innenkammer (33) und dem Filter (35) angeordnet ist. 2. Schutzgehäuse(30) für Batterien, Akkumulatoren und elektrischen Zellen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Berstventil/Bruchelement und/oder Überdruckventil (38) in der Leitung angeordnet ist. 3. Schutzgehäuse(30) für Batterien, Akkumulatoren und elektrischen Zellen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzgehäuse mindestens eine Kammer aufweist, wobei diese Kammer mittels mindestens einer Fläche, die mindestens eine Wand des Schutzgehäuses bildet, thermisch verbunden ist und im Körper (36) des Schutzgehäuses ein Fach bildet, in dem sich Wasser (H2O) mit einem Füllstandsanzeiger befindet, und dieses Fach mindestens ein Einwegventil zum Ablassen eines Überdrucks und einen Zufuhrkanal zum Füllen des Fachs mit Wasser und mindestens eine Innenfläche des Schutzgehäuses aufweist, die das Fach bildet, in dem sich thermisch leitendes Wasser befindet. 4. Schutzgehäuse (30) für Batterien, Akkumulatoren und elektrische Zellen nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren der Innenkammer (33) ein 3 Metallschaum (19) und/oder eine Stahlwollmatte angeordnet ist. 5. Schutzgehäuse (30) für Batterien, Akkumulatoren und elektrische Zellen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkammer eine Lunge/einen Raum (22) aufweist und/oder mit diesem verbunden ist, der oberhalb eines Druckgrenzwertes zugänglich ist. 6. Schutzgehäuse (30) für Batterien, Akkumulatoren und elektrische Zellen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Lunge/dem Raum (22) und der Innenkammer (33) ein Berstventil/Bruchelement (21) angeordnet ist. 7. Schutzgehäuse (30) für Batterien, Akkumulatoren und elektrische Zellen nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lunge/der Raum (22) aus einem flexiblen, hitzebeständigen, elastisch dehnbaren und einziehbaren Material besteht. 8. Schutzgehäuse (30) für Batterien, Akkumulatoren und elektrische Zellen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der durch eine Tür (34) zugängliche Raum im Inneren des Schutzgehäuses (33) ein Schloss und/oder ein Verriegelungssystem (2) aufweist, das die 4 Tür oberhalb einer bestimmten Temperatur mittels eines Bimetallstreifens verschließt, der die Tür (34) verformt und verriegelt.
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