KR101835477B1 - 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 에너지 저장장치에 관한 것이다. 상기 에너지 저장장치는 전극을 가지며, 상기 전극을 통하여 적어도 방전될 수 있는 에너지 축전지, 유체 또는 미립 벌크 재료 또는 둘의 혼합물 형태인 전기적으로 전도성인 전도체 매체, 전도체 매체로 충진된 저장 컨테이너, 에너지 축전지의 전극을 둘러싸며 전도체 매체를 수용하기 위해 제공되는 수집 컨테이너, 및 트리거 가능한 방전장치를 가진다. 트리거하는 경우, 트리거 가능한 방전장치를 통하여, 전도체 매체가 저장 컨테이너로부터 수집 컨테이너로 방전되어 에너지 축전지의 전극이 전도체 매체를 통하여 전기적으로 전도성 있게 서로에 연결된다.
Description
본 발명은 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는(discharge) 장치 및 방법에 관한 것이다.
전기 화학적 에너지 저장 시스템은 하이브리드 자동차, 플러그 인 하이브리드 자동차 및 전기 자동차의 에너지를 저장하는 부품으로서 일반적으로 사용된다. 상기 전기 화학적 에너지 저장 시스템은 보통 니켈 메탈 하이드라이드 기술(NiMH) 또는 리튬 이온(Li-ion) 기술에 기반한다. 다른 기술, 예를 들어 이중층 커패시터, 납축전지 또는 니켈 아연 전지 또는 다른 아연 및 공기 또는 리튬 및 공기 사이의 상호작용을 사용하는 공기 호흡 전지도 에너지 공급 수단 및 저장 수단으로 사용될 수 있다.
하이브리드 자동차는 내연기관, 전기기기 및 하나 이상의 전기 화학적 에너지 축전지를 가진다. 저장된 에너지의 양은 최대 몇 킬로미터의 순수 전기 운전을 허용한다. 플러그인 하이브리드 자동차는 하이브리드 자동차와 비슷한 디자인이지만, 보다 많은 양의 에너지가 저장되게 하며 중간 거리의 순수 전기 운전 스타일을 가능하게 하는 보다 큰 전기 화학적 에너지 축전지를 가진다. 사용되는 전기 화학적 에너지 축전지는 파워 그리드로부터 충전될 수 있다.
순수 전기 자동차의 경우, 구동 파워는 오직 전기기기에 의하여 이용가능해진다. 사용되는 전기 화학적 에너지 축전지는 일반적으로 100 킬로미터보다 많은 범위를 허용하는 에너지의 양을 저장한다.
상술한 모든 자동차 타입은 많은 양의 전기 에너지가 사용가능해야 하고 이송되어야 한다는 공통의 사실을 가진다. 에너지 축전지의 안전은 여기서 리튬 이온(Li-ion) 전지의 발달에 중요한 이슈 중 하나이다. 여기서 전지 수준의 안전과 시스템 수준의 안전 사이에 차이가 있다. 전지 수준의 연소 면에서의 안전은 전해질의 선택에 의해 상당히 영향을 받는다. 선행기술에 따르면, 리튬 이온 전지에서 전해질은 유기 용매 혼합물에 용해된 적어도 하나의 리튬염으로 이루어지는 전해질, 보통 선형 및 환형 유기 카보네이트 또는 다른 에스테르가 사용된다. 모든 현재 사용되는 용매는 점화될 수 있고 연소될 수 있으며, 따라서 심각한 화재 위험도를 가진다.
다른 에너지 저장시스템에서는, 가연성 물질 또한 존재할 수 있고 형성될 수 있다. 이중층 커패시터는 또한 아세토니트릴 또는 프로필렌 카보네이트 기반 가연성 전해질을 함유한다. 또한, 모든 수성 시스템, 예를 들어 납축전지 및 니켈 아연 전지에서, 가연성 수소가 형성될 가능성이 배제될 수 없다.
시스템 수준에서의 안전은 일반적으로 의도된 운영 형태에서 전지를 개별 모니터하는 것을 포함하는 에너지 제어 회로에 의해 보장된다. 이러한 에너지 제어 회로는 에너지 축전지의 충전 상태를 측정하며, 그 중에서도 에너지 축전지를 활성화하고 비활성화하는 메인 컨택터(main contactor)를 제어한다. 또한, 에너지 제어 회로는 에너지 흐름, 즉 에너지의 얼마만큼의 양이 축전지로부터 추출되거나 축전지로 공급되어야 하는지를 제어한다.
에너지 축전지 및/또는 에너지 제어 회로는 에너지 축전지의 잘못된 사용 또는 에너지 축전지가 자동차에 배치되어 있는 경우 사고의 결과로 손상될 수 있다. 그 결과, 예를 들어, 메인 컨택터의 스위칭이 더 이상 가능하지 않을 수도 있고, 이 결과로, 컨택터가 휴식 상태(position of rest)가 될 수 있다. 즉, 메인 컨택터가 오픈될 수 있다. 그러나, 대부분의 경우에 전체 전압은 에너지 축전지의 전지에 계속 존재한다.
이 경우에, 에너지 축전지가 더 이상 선택적으로 외부로부터 방전될 수 없다는 단점이 생긴다. 에너지 축전지에 존재하는 전압의 결과, 예를 들어 전위가 사고에 연관된 배터리의 회복을 방지하고 회복 퍼스넬(recovery personnel)이 위험에 빠지게 하는 손상된 하우징에 연결되게할 수 있다. 또한, 전기 단락(electrical short-circuit)이 에너지 축전지의 가연성 전해질 또는 사고에 연관된 자동차의 경우 아마도 누출된 연료에 불이 붙게 할 가능성이 있다.
본 발명의 목적은 에너지 축전지, 특히 에너지 축전지 및/또는 거기에 연결된 연관 에너지 제어 회로가 결함 또는 사고에 의해 손상된 경우에 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구항 제 1항의 장치 및 청구항 제 20항의 방법에 의해 달성된다. 본 발명의 아이디어의 개량 및 발전은 종속항의 주제이다.
본 발명의 목적은 특히 전극(electric pole)을 갖는 에너지 축전지 및 유체 또는 미립 벌크 재료 또는 둘의 혼합물 형태인 전기적으로 전도성인 전도체 매체를 갖는 에너지 저장장치에 의해 달성된다. 상기 에너지 축전지는 상기 전극을 통해 적어도 방전될 수 있다. 상기 전도체 매체는 저장 컨테이너로부터 수집 컨테이너로 방전되어 에너지 축전지의 전극이 수집 컨테이너의 전도체 매체를 통하여 전기적으로 전도성 있게 직접적으로 또는 간접적으로 서로에 연결된다.
본 발명의 목적은 또한 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 방법에 의해 달성된다. 상기 방법에서, 특정 사건이 발생하면, 유체 또는 미립 벌크 재료 또는 상기 둘의 혼합물 형태인 전기적으로 전도성인 전도체 매체가 전극 및/또는 거기에 전기적으로 연결된 전선 일부 사이에 배치되고, 그 결과 에너지 축전지의 전극 및/또는 거기에 연결된 전선 일부가 전도체 매체에 의해 전기적으로 전도성 있게 서로에 연결된다.
본 발명은 도면에서 도시하는 본보기 구현예를 참고로 보다 상세하게 설명될 것이다. 동일한 요소는 동일한 부호로 제공된다.
도 1은 전도체 매체를 통하여 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 에너지 저장장치의 구현예의 블록 다이어그램이다.
도 2는 전도체 매체를 에너지 축전지 상에 배치된 수집 컨테이너로 방전한 뒤의 도 1의 에너지 저장장치의 블록 다이어그램이다.
도 3은 에너지 제어 회로 상에 배치된 수집 컨테이너로 전도체 매체를 방전한 뒤의 에너지 저장장치를 나타내는 또 다른 구현예의 블록 다이어그램이다.
도 4는 전도체 매체를 전기 연결 선의 일부 주위에 배치된 수집 컨테이너로 방전한 뒤의 에너지 저장장치의 또 다른 구현예의 블록 다이어그램이다.
도 5는 전도체 매체를 파이프라인을 통하여 밀폐된 수집 컨테이너로 방전한 뒤의 에너지 저장장치의 또 다른 구현예의 블록 다이어그램이다.
도 6은 전도체 매체를 파이프라인을 통하여 밀폐된 수집 컨테이너로 방전한 뒤의 에너지 저장장치의 또 다른 구현예의 블록 다이어그램이다.
도 7은 전도체 매체를 파이프라인을 통하여 밀폐된 수집 컨테이너로 방전한 뒤의 에너지 저장장치의 또 다른 구현예의 블록 다이어그램이다.
도 8은 전도체 매체를 위하여, 폐쇄된 수집 컨테이너에 배치된 저장 컨테이너를 갖는 에너지 저장장치의 또 다른 구현예의 블록 다이어그램이다.
도 2는 전도체 매체를 에너지 축전지 상에 배치된 수집 컨테이너로 방전한 뒤의 도 1의 에너지 저장장치의 블록 다이어그램이다.
도 3은 에너지 제어 회로 상에 배치된 수집 컨테이너로 전도체 매체를 방전한 뒤의 에너지 저장장치를 나타내는 또 다른 구현예의 블록 다이어그램이다.
도 4는 전도체 매체를 전기 연결 선의 일부 주위에 배치된 수집 컨테이너로 방전한 뒤의 에너지 저장장치의 또 다른 구현예의 블록 다이어그램이다.
도 5는 전도체 매체를 파이프라인을 통하여 밀폐된 수집 컨테이너로 방전한 뒤의 에너지 저장장치의 또 다른 구현예의 블록 다이어그램이다.
도 6은 전도체 매체를 파이프라인을 통하여 밀폐된 수집 컨테이너로 방전한 뒤의 에너지 저장장치의 또 다른 구현예의 블록 다이어그램이다.
도 7은 전도체 매체를 파이프라인을 통하여 밀폐된 수집 컨테이너로 방전한 뒤의 에너지 저장장치의 또 다른 구현예의 블록 다이어그램이다.
도 8은 전도체 매체를 위하여, 폐쇄된 수집 컨테이너에 배치된 저장 컨테이너를 갖는 에너지 저장장치의 또 다른 구현예의 블록 다이어그램이다.
도 1은 전극(2 및 3) 및 전극에 연결된 전선(4 및 5)을 갖는, 에너지 축전지(1)를 안전하게 방전시키기 위한 에너지 저장장치의 블록 다이어그램이다. 에너지 저장장치는 또한 전도체 매체(6)를 포함하는 저장 컨테이너(7), 저장 컨테이너(7)에 연결된 트리거 가능한(triggerable) 방전장치(9), 수집 컨테이너(8) 및 전선(4 및 5)에 연결되고 에너지 제어 회로(10)에 의해 제어되는 컨택터(11 및 12)를 가진다.
상술하였듯이, 에너지 축전지(1) 및/또는 에너지 제어 회로(10)는 에너지 축전지(1)의 잘못된 사용 또는 에너지 축전지(1)가 예를 들어 자동차에 배치된다면 사고에 의해 손상을 입을 수 있다. 그 결과, 예를 들어 에너지 제어 회로(10)의 메인 컨택터(11 및 12)의 스위칭이 더 이상 가능하지 않게 될 수 있고, 이로 인하여 상기 메인 컨택터(11 및 12)가 휴식 상태에 들어가게 된다. 즉, 메인 컨택터가 오픈되게 된다. 그러나, 전체 전압은 에너지 축전지의 전극에 계속 존재한다. 에너지 축전지(1)에 존재하는 전압의 결과, 예를 들어 전위가 회복을 방지하며 회복 퍼스넬을 위험에 빠뜨리는 자동차 부품에 연결되게 할 수 있다. 또한, 전기 단락이 에너지 축전지(1)의 가연성 전해질 또는 사고에 관련된 (하이브리드) 자동차의 경우에 아마도 누출된 연료에 불이 붙게 할 가능성이 있다.
해법에의 독창적 접근은 예를 들어 트리거 가능한 방전장치(9)에 의한 에어백의 트리거링과 비슷한 방법으로, 전기적으로 전도성인 전도체 매체가 수집 컨테이너(8) 역할을 하는 전지의 전극 공간(도 1 참조) 및/또는 에너지 제어 회로(10)의 컨택터(11 및 12)의 주위 공간(도 3 참조)으로 방전된다. 에너지 축전지(1)는 전기적으로 전도성인 전도체 매체(6)에 의하여 직접적으로 (또는 전선(4, 5) 및 에너지 제어 회로(10)의 컨택터(11, 12)를 통하여 간접적으로) 에너지 축전지 전극(2, 3)를 전기적으로 연결함으로써 제어된 방식으로 방전된다. 과정에서, 위험한 전위가 연속적으로 감소하며, 완전한 방전 후 에너지 축전지(1)에 의해 나타나는 전기적 위험은 더 이상 없다.
에너지 축전지(1)의 방전 결과, 그 내부 화학 전위 또한 따라서 감소하며, 에너지 축전지(1)의 내부(분리기 균열, 회복 동안 전지의 침투 등)의 전극 간 직접적인 접촉의 경우에도 에너지 축전지(1)는 마찬가지로 더 이상 위험이 없다. 에너지 축전지(1)는 완전한 방전 후 위험 없이 다뤄질 수 있다.
전도체 매체(6)는 거품, 겔, 페이스트, 마이크로에멀젼, 용액, 칩, 파우더 또는 그릿(grit)을 함유하거나 그것들로 구성될 수 있다. 전도체 매체(6)는 예를 들어 전기적으로 전도성인 물질 및 전기적으로 비전도성인 물질을 서로에 대해 특정 비율로 가질 수 있다. 그 결과, 전도체 매체(6)의 바람직한 전기 전도성이 달성된다. 전도체 매체(6)의 전기 전도성은 여기서 에너지 축전지(1)의 방전이 에너지 축전지(1)의 방전 동안 열의 원치않는 과도한 높은 생성을 피하기에 너무 짧은 시간에 발생하지 않게 크기가 결정된다. 다른 한편으로, 각 적용에서 에너지 축전지(1)의 원하는 방전 시간(가능한 한 짧은)을 보장하기 위하여, 전도체 매체(6)의 전기 전도성에 너무 작은 값이 선택되지 않게 한다.
전도체 매체(6)는 예를 들어 전기적으로 전도성인 물질로서 분산 흑연 및 전기적으로 비전도성인 물질로서 비전도성 폴리머를 가질 수 있다. 또 다른 구현예에서, 전도체 매체(6)는 전기적으로 전도성인 물질로서, 비전도성 거품, 겔, 페이스트, 마이크로에멀전 또는 비전도성 유체에 용해된 염을 가진다. 여기서, 예를 들어 염, 물, 오일 및 계면활성제의 4가 혼합물 또는 계면활성제, 물 및 공용매의 3가 혼합물이 사용될 수 있거나 전도체 매체(6)는 물에 용해된 음이온성 또는 양이온성 계면활성제를 가질 수 있다. 계면활성제의 선택에 따라, 거품, 겔, 페이스트 또는 유체가 형성될 수 있다.
에너지 축전지(1)의 당해 방전은 전도체 매체(6)로서 충분히 미립인 고체에 의해 달성될 수 있다. 이것의 가능한 형태는 예를 들어 파우더, 칩, 그릿 또는 다른 미세하게 분산된 제제이다. 가능한 물질은 흑연, 카본, 전도성 폴리머, 반금속 또는 약하게 전도성인 합금이다. 전도체 매체(6)는 예를 들어 전도성 또는 평균적으로 전도성인 폴리머 또는 전도성 합금을 갖는 벌크 재료의 미립 혼합물 형태일 수 있다.
도 2는 전도체 매체(6)가 에너지 축전지(1) 상에 배치된 수집 컨테이너(8)로 방전(도 1에서 화살표로 표시)된 후의 도 1의 에너지 저장장치를 나타낸다. 에너지 축전지(1)의 전극(2 및 3), 및 예를 들어 전선(4 및 5)의 일부 또한 전도체 매체(6)에 의해 전기적으로 전도성 있게 서로 연결된다. 그 결과, 에너지 축전지(1)의 원하는 방전 과정이 전도체 매체(6)의 형성된 전도성에 의해 주어지는 방전 전류와 함께 발생한다.
도 1 및 도 2의 구현예에서, 전도체 매체(6)는 수집 컨테이너(8)로부터 떨어져 구현되고 배열되는 저장 컨테이너(7)에 수용된다. 즉, 별개의 설치 공간에 설치된다. 저장 컨테이너(7)는 상기 저장 컨테이너(7)에 연결된 트리거 가능한 방전장치(9)를 가지며, 트리거 가능한 방전장치(9)에 의하여, 트리거하는 경우, 전도체 매체(6)가 저장 컨테이너(7)로부터 수집 컨테이너(8)로 방전된다. 전도체 매체(6)의 방전은 에너지 축전지(1)의 전극이 전도체 매체(6)를 통하여 전기적으로 전도성 있게 서로에 연결되는 방식으로 발생한다. 방전장치(9)의 트리거링은 여기서 수등으로 또는 사건에 직접적으로 또는 간접적으로 대응하여 발생할 수 있다. 이 목적을 위한 방전장치(9)는 예를 들어 수동으로 활성화되거나, 예를 들어 전기적으로 제어될 수 있는 밸브로서 구체화될 수 있다.
에너지 축전지(1)가 예를 들어 하이브리드 자동차, 플러그인 자동차 또는 전기 자동차의 일부인 경우, 이러한 사건은 예를 들어 자동차 사고의 결과로 에너지 제어 회로(10) 및/또는 에너지 축전지(1)에 손상이 될 수 있다. 이러한 손상은 예를 들어 당해 센서에 의해 감지될 수 있으며, 따라서 방전장치(9)의 트리거링을 간접적으로 야기할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 방전장치(9)는 예를 들어 적절하다면 미세폭발 전하에 연결된, 예를 들어 에어백의 경우에, 저장 컨테이너(7)로부터 수집 컨테이너(8)로의 전도체 매체(6)의 방전을 직접적으로 촉발하는 별도의 충돌 센서와 같은 장치를 가질 수 있다. 이것에 대한 대안으로, 소정의 브레이크 포인트(break point) 또한 저장 컨테이너(7)와 수집 컨테이너(8) 간 접점에 제공될 수 있다. 상기 소정의 브레이크 포인트를 통하여 전도체 매체(6)의 수집 컨테이너(8)로의 방전이 발생한다.
도 3은 수집 컨테이너(8)가 에너지 축전지(1) 상이 아니라 에너지 제어 회로(10) 내에 배치되는 도 1 및 도 2의 에너지 저장장치를 보여준다. 이는 예를 들어 에너지 축전지(1)에 직접적으로 이용가능한 불충분한 설치 공간이 이용가능할 때, 또는 비용 관계로, 에너지 축전지(1)의 교체가 수집 컨테이너(8)의 교체 또는 수집 컨테이너(8)의 새로운 에너지 축전지로의 적응을 포함하지 않을 때 유리할 수 있다. 도 1 및 도 2의 방법과 비슷하게, 여기서도 전도체 매체(6)는 수집 컨테이너(8)로 방전된다.
그러나, 수집 컨테이너(8)는 에너지 제어 회로(10)의 전기 접촉 포인트 일부 또는 전부 및, 예를 들어 컨택터(11 및 12)를 둘러싼다. 이것들은 알맞게 배치된 수집 컨테이너(8)로부터 방전되는 전도체 매체(6)에 의해 전기적으로 전도성 있게 서로에 연결된다. 그 결과, 전기 연결선(4 및 5)에 의해 연결된 에너지 축전지(1)는 방전된다.
또 다른 구현예에서, 수집 컨테이너(8)는 수집 컨테이너(8)가 전기 연결선(4 및 5)의 일부 영역을 독점적으로 포함하도록 에너지 축전지(1)와 에너지 제어 회로(10) 사이에 배치된다. 해당 예는 도 4에 도시된다. 여기서, 수집 컨테이너(8)를 통하여 연장하는 전기 연결선(4 및 5)의 영역은 적어도 부분적으로 비전기적으로 절연되는 것으로 이루어진다. 그 결과, 저장 컨테이너(7)로부터 수집 컨테이너(8)로 방전된 전도체 매체(6)는 에너지 축전지(1)의 전극(2 및 3)에 연결된 연결선(4 및 5)을 서로에 연결시키고, 그 결과 에너지 축전지(1)를 안전하게 방전시킨다.
도 5는 또 다른 본보기 구현예를 도시한다. 여기서, 장치는 주변으로부터 밀폐되고, 예를 들어 에너지 축전지(1)의 전극 주위에 배치되어 전극(2 및 3) 및/또는 전기 연결선(4 및 5)의 일부를 둘러싸고, 추가 파이프라인(13)을 통하여 예를 들어 밸브 또는 펌프와 같은 방전장치(9)에 연결되고, 전도체 매체(6)를 위한 저장 장치(7)로 연결되는 수집 컨테이너(8)를 가진다. 여기서, 상기 방전장치(9)는 예를 들어 충돌 센서(14)에 의해 트리거될 수 있다. 이러한 방식으로, 저장 컨테이너(7) 가 밀폐 컨테이너로 이루어질 때 전도체 매체(6)가 수집 컨테이너(8) 외의 영역으로 원치 않게 유출하는 것을 방지하는, 주위로부터 폐쇄된 장치가 수득된다. 주위로부터 밀폐된 장치의 비슷한 구현예가 도 1 내지 4에 도시한 장치에서도 선택적으로 가능하다.
도 6은 에너지 축전지(1)가 밀폐 하우징을 가지며, 상기 하우징은 파이프라인(13)을 통하여 트리거 가능한 방전장치(9) 및 전도체 매체(6)를 위한 저장 컨테이너(7)로 연결된 수집 컨테이너(8)의 역할을 하는 본보기 구체화를 나타낸다. 방전장치(9)가 트리거되면, 전도체 매체(6)는 에너지 축전지(1)로 바로 방전되며, 에너지 축전지(1)의 제어된 방전은 에너지 축전지(1)의 내부 요소, 예를 들어 에너지 축전지(1)에 배치된 다른 전기 전위를 갖는 복수의 전하 운송 요소(예를 들어 전극)의 전기적으로 전도성 있는 접촉에 의해 발생한다.
도 7은 에너지 축전지(1)가 밀폐 하우징을 가지며, 상기 하우징은 에너지 축전지(1) 및 전극(2 및 3) 및/또는 전기 연결선(11 및 12)의 일부를 둘러싸며, 하우징이 밸브 또는 펌프와 같은 트리거가능한 방전장치(9) 및 전도체 매체(6)를 위한 저장 컨테이너(7)에 파이프라인(13)을 통하여 연결되는 수집 컨테이너(8)로서 제공되는 본보기 구현예를 보여준다. 방전장치(9)가 측정 및 제어 전자장치와 관련된 충돌 센서(14)에 의해 트리거되면, 전도체 매체(6)는 에너지 축전지(1) 및 전극(2 및 3) 및/또는 전기 연결선(11 및 12)의 일부 주위의 공간으로 바로 방전된다.
에너지 축전지(1)의 제어된 방전은 에너지 축전지(1)의 내부 부품, 예를 들어 에너지 축전지(1)에 배치된 다른 전기 전위를 갖는 복수의 전하 운송 요소의 전기적으로 전도성 있는 접촉 및 전극(2 및 3) 및/또는 전기 연결선(11 및 12)의 일부의 전기적으로 전도성 있는 접촉에 의해 이루어진다. 그 결과 초래되는 방전 전류는 전도체 매체(6)에 의해 구체화되는 복수의 전기 접촉에 나누어진다. 그 결과, 방전의 결과 생기는 원치않는 국지적으로 조밀하게 제한된 발열이 방지된다.
도 8은 저장 컨테이너(7)가 주위로부터 밀폐된 수집 컨테이너(8) 내부에 설치되는 본보기 구현예를 나타낸다. 이러한 장치는 또한 도 1 내지 7의 구현예에서도 가능하다. 그 결과, 저장 컨테이너(7)와 수집 컨테이너(8) 간의 가능한 파이프 연결(13)이 이익적으로 없어지고, 예를 들어 주위로부터 밀폐되지 않은 장치의 경우, 전도체 매체(6)가 수집 컨테이너(8) 외 부분으로 원치 않게 유출하는 것이 방지된다.
저장 컨테이너(7)의 다양한 구현예에서, 전도체 매체(6)는 에너지 축전지(1) 또는 에너지 제어 회로(10)에, 또는 그 부근에 이미 있을 수 있다. 여기서 가능한 장착수단의 구현은 예를 들어 두 영역 간 브레이크스루(breakthrough) 또는 소정의 브레이크 포인트를 갖는 분리벽 뒤의 캡슐, 챔버, 실린더 또는 컨테이너(7)이다. 트리거 가능한 방전장치(9)에 연결된 저장 컨테이너(7)가 트리거되지 않은 상태에서 폐쇄 시스템으로 구현되면, 저장 컨테이너(7)는 방전장치(9)가 트리거될 때 빠르고, 완전하고 안전한 전도체 매체(6)의 방전을 보장하기 위하여, 방전 매체(예를 들어 압력 하의 가스)로 추가적으로 충진될 수 있다.
Claims (20)
- 전극(electric pole)(2, 3)을 가지며, 상기 전극을 통하여 적어도 방전될 수 있는 에너지 축전지(1),
유체 또는 미립 벌크 재료 또는 둘의 혼합물 형태인 전기적으로 전도성인 전도체 매체(6),
상기 전도체 매체(6)로 충진된 저장 컨테이너(7),
상기 전도체 매체(6)를 수용하는 수집 컨테이너(8), 및
트리거 가능한 방전장치(9)를 포함하고,
트리거하는 경우에, 상기 트리거 가능한 방전장치(9)에 의하여, 전도체 매체(6)가 저장 컨테이너(7)로부터 수집 컨테이너(8)로 방전되어, 에너지 축전지(1)의 전극(2, 3)이 수집 컨테이너(8)의 전도체 매체(6)를 통하여 전기적으로 전도성 있게 서로에 직접 또는 간접적으로 연결되는 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 전극(2, 3)는 전선(4, 5)에 연결되며, 상기 에너지 축전지(1)의 전극(2, 3)는 전도체 매체(6)를 통하여 직접적으로 및/또는 전도채 매체(6) 및 전선(4, 5)의 적어도 일부를 통하여 간적접으로 서로에 전기 전도성 있게 연결되는 것을 특징으로 하는 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 전도체 매체(6)는 거품, 겔, 페이스트, 마이크로에멀전, 용액, 칩, 파우더 또는 그릿을 함유하거나 이것들로 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 전도체 매체(6)는 전기적으로 전도성인 물질 및 전기적으로 비전도성인 물질을 서로에 대한 특정 비율로 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 전도체 매체(6)는 전기적으로 전도성인 물질로서 분산 흑연을, 전기적으로 비전도성인 물질로서 비전도성 폴리머를 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 전도체 매체(6)는 전기적으로 전도성인 물질로서 비전도성 거품, 겔, 페이스트, 마이크로에멀젼 또는 비전도성 유체에 용해된 염을 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 전도체 매체(6)는 물에 용해된 음이온 또는 양이온 계면활성제를 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 장치.
- 제7항에 있어서,
상기 전도체 매체(6)는 염 또는 오일 또는 둘 다를 더 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 전도체 매체(6)는 미립 벌크 재료 형태의 전도성 폴리머 또는 전도성 합금을 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 수집 컨테이너(8)는 상기 에너지 축전지(1) 내에, 위에 또는 주위에 배치되며, 방전된 전도체 매체(6)는 에너지 축전지(1)의 전극(2, 3)를 전도성 있게 서로에 연결하는 것을 특징으로 하는 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 장치.
- 제1항에 있어서,
에너지 저장장치는 전선(4, 5)에 전기적으로 연결된 에너지 제어 회로(10)를 가지며,
수집 컨테이너(8)는 에너지 제어 회로(10) 내에, 위에 또는 주위에 배치되어
방전장치(9)가 트리거할 경우, 전도체 매체(6)는 전선(4, 5)의 적어도 일부를 및/또는 전선에 전기적으로 연결된 에너지 제어 회로(10)의 스위칭 컨택트를 서로 연결하는 것을 특징으로 하는 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 장치.
- 제1항에 있어서,
에너지 축전지(1)는 하우징을 가지며, 상기 하우징은 수집 컨테이너(8)로서 제공되는 것을 특징으로 하는 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 장치.
- 제1항에 있어서,
에너지 축전지(1) 및 에너지 축전지(1)의 전극(2, 3)를 둘러싸는 컨테이너는 수집 컨테이너(8)로서 제공되는 것을 특징으로 하는 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 장치.
- 제1항에 있어서, ,
저장 컨테이너(7)는 수집 컨테이너(8) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 장치.
- 제1항에 있어서,
저장 컨테이너(7)는 공간적으로 수집 컨테이너(8) 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 장치.
- 제1항에 있어서,
방전장치(9)는 제어된 밸브 또는 소정의 브레이크 포인트를 통하여 전도체 매체(6)를 수집 컨테이너(8)로 방전하는 것을 특징으로 하는 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 장치.
- 제1항에 있어서,
방전장치(9)의 트리거링은 특정 사건이 발생할 때 발생하는 것을 특징으로 하는 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 장치.
- 제17항에 있어서,
트리거링 사건은 에너지 축전지 제어 시스템 및/또는 에너지 축전지(1)에 대한 손상인 것을 특징으로 하는 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 장치.
- 제17항에 있어서,
트리거링 사건은 자동차의 사고인 것을 특징으로 하는 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 장치.
- 특정 사건이 발생할 때, 유체 또는 미립 벌크 재료 또는 둘의 혼합물 형태의 전기적으로 전도성인 전도체 매체(6)를 전극(2, 3) 및/또는 전극에 전기적으로 연결된 전선 일부 사이에 배치시켜, 에너지 축전지(1)의 전극(2, 3) 및/또는 전극에 연결된 전선 일부를 전도체 매체(6)에 의해 전기적으로 전도성 있게 서로에 연결되게 전극(2, 3)를 갖는 에너지 축전지를 안전하게 방전시키는 방법.
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