[發明專利]具有緊急冷卻裝置的電蓄能器

有效

• 申請號: 201780061121.9
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN109792094B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: S·沙納;C·庫爾普;B·韋伯
• 申請（專利權）人: 寶馬股份公司
• 主分類號: H01M10/48
• 分類號: H01M10/48;H01M10/647;H01M10/6568;H01M10/6557;H01M10/613
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 李駿

本發明涉及一種蓄能器(1)，包括多個蓄能器電池單元(2)，它們串聯或并聯地電連接并組合成蓄能器模塊；設置在蓄能器電池單元(2)之間的冷卻板(4)，冷卻劑或制冷劑可導入其中；和多個緊急開關裝置(7)，其中每個緊急開關裝置配置給一個蓄能器電池單元(2)和一個或兩個冷卻板(4)，所述緊急開關裝置(7)僅在相配蓄能器電池單元(2)的溫度超過特定極限溫度時才允許冷卻劑或制冷劑流入相配的冷卻板(4)中。本發明還涉及一種具有這種蓄能器的機動車。

技術領域

本發明涉及一種具有緊急冷卻裝置的蓄能器和具有這種蓄能器的機動車。

背景技術

根據目前的情況對于電動汽車主要使用具有高電壓水平的電牽引蓄能器。在這種蓄能器或高壓電池中主要使用鋰離子電池，其設計存在不同可能性。在技術環境中存在開發具有更高能量密度的鋰離子電池的趨勢。但許多鋰離子電池單元的熱穩定性表現為與每單位體積的存儲能量(能量密度)成反比。在這種高壓電池中，經歷電池單元內部短路的蓄能器電池單元可指數地釋放熱量(所謂的熱事件)。但在此產生的熱量在能量密度不超過130-150Wh/kg并且熱穩定性極限足夠高的情況下不足以激發相鄰電池單元中的熱事件，熱事件局限于具有電池內部短路的電池單元并且不會在蓄能器中進一步傳播。在未來的蓄能器中，蓄能器電池單元的能量密度應提高到200Wh/kg或更高。因此一個這種蓄能器電池單元中的熱事件的熱量可能足以跳到相鄰的蓄能器電池單元。為防止這種情況，必須在蓄能器中設置附加措施，以便也在這種關鍵情況下確保安全。

因此，對于具有較高能量密度的未來高壓電池需要安全預防措施。

發明內容

本發明的任務在于提供一種滿足更高安全性要求的蓄能器。所述任務借助一種蓄能器和一種機動車來解決。

根據本發明的一種實施例，提供一種蓄能器，其包括：多個蓄能器電池單元，它們串聯或并聯地電連接并且組合成蓄能器模塊；設置在蓄能器電池單元之間的冷卻板，冷卻劑或制冷劑可導入其中；和多個緊急開關裝置，其中每個緊急開關裝置配置給一個蓄能器電池單元和一個或兩個冷卻板，所述緊急開關裝置僅在相配的蓄能器電池單元的溫度超過確定的極限溫度時才允許冷卻劑或制冷劑流入相配的冷卻板中。該實施例在電池內部短路的情況下提供安全措施。通過在蓄能器電池單元之間設置冷卻板防止或至少延遲了熱事件從故障的蓄能器電池單元跳到相鄰的蓄能器電池單元。

根據本發明的另一種實施例，在兩側設有冷卻板的蓄能器電池單元的緊急開關裝置配置給設置在兩側的冷卻板。因此，通過觸發一個唯一的緊急開關裝置可在兩側冷卻相關的蓄能器電池單元并且延遲或防止熱事件跳到相鄰的蓄能器電池單元上。在此僅冷卻相關的蓄能器電池單元，其優點在于：只需提供有限量的冷卻劑(重量減輕)并且該冷卻劑的全部量用于相關蓄能器電池單元。

根據本發明的另一種實施例，緊急開關裝置分別具有易熔合金，所述易熔合金在極限溫度以下阻止冷卻劑或制冷劑流入相配的冷卻板中并且在極限溫度以上允許所述流入。尤其是僅通過塞子形式的易熔合金實現冷卻劑或制冷劑流動的阻止和釋放。通過緊急冷卻裝置的這種無源設計可在蓄能器中引入最少的附加重量。

根據本發明的另一種實施例，緊急開關裝置具有加熱裝置，該加熱裝置適用于加熱易熔合金。由此加熱裝置可輔助并可能加速易熔合金的熔化。

根據本發明的另一種實施例，易熔合金包括銀、鋁、鉍、鎘、銅、鎵、銦、銻、錫、鉛和/或錫。這些材料具有適合用于所需應用情況的特性、如熔化溫度。

根據本發明的另一種實施例，易熔合金由包括下述元素的組中的一種或多種元素組成：銀、鋁、鉍、鎘、銅、鎵、銦、銻、錫、鉛和錫。

根據本發明的另一種實施例，冷卻板具有用于分配冷卻劑或制冷劑的通道結構，并且該通道結構構造在彈性材料中。

根據本發明的另一種實施例，在冷卻板的用于流入冷卻劑或制冷劑的入口處設置有噴嘴，所述噴嘴使冷卻劑或制冷劑霧化。由此實現制冷劑或制冷劑在冷卻板內部的良好分配。