[發(fā)明專利]蓄能系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880053960.0
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN111052437B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設計）人: P·克里澤;R·迪爾;O·納爾沃爾德;M·克勒姆特
• 申請（專利權）人: 卡爾·弗羅伊登伯格公司
• 主分類號: H01M50/204
• 分類號: H01M50/204;H01M50/244;H01M10/653;H01M10/6555
• 代理公司: 中國貿(mào)促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 俄旨淳

本發(fā)明涉及一種蓄能系統(tǒng)(1)，所述蓄能系統(tǒng)包括殼體(2)，在所述殼體中設置多個蓄能單元(3)，所述蓄能單元(3)借助于設置在這些蓄能單元(3)之間的裝置(4)彼此熱絕緣，其中，所述裝置(4)構造成，使得所述蓄能單元(3)彼此隔開間距，所述裝置(4)由耐高溫的材料構成。

技術領域

本發(fā)明涉及一種蓄能系統(tǒng)，所述蓄能系統(tǒng)包括殼體，在所述殼體中設置多個蓄能單元，所述蓄能單元借助于設置在蓄能單元之間的裝置彼此熱絕緣。

背景技術

蓄能系統(tǒng)，尤其是用于電能的可充電蓄能器，主要是廣泛應用在移動系統(tǒng)中。用于電能的可充電的蓄能器例如在便攜式電子設備、如智能手機或筆記本電腦中使用。此外，用于電能的可充電蓄能器越來越多地用于為電動車輛提供能量。電能存儲系統(tǒng)的其他應用領域是固定的應用場合，例如應用在備用系統(tǒng)、網(wǎng)絡穩(wěn)定系統(tǒng)中以及用于存儲來自可再生能源的電能。

這里，常用的蓄能系統(tǒng)是鋰離子蓄電池形式的可充電的蓄能器。和其他用于電能的可充電蓄能器一樣，鋰離子蓄電池多數(shù)具有多個蓄能單元，這些蓄能單元共同安裝在殼體中。此時，多個彼此電連接的蓄能單元構成一個模塊。

這里，蓄能系統(tǒng)不僅包含鋰離子蓄電池。其他可充電的電池系統(tǒng)、如鋰硫電池、固態(tài)電池或金屬-空氣電池也是可以設想的蓄能系統(tǒng)。此外，也可以考慮采用超級電容器作為蓄能系統(tǒng)。

可充電蓄能器形式的蓄能系統(tǒng)僅在有限的溫度范圍內(nèi)具有最高電容量。在超出或低于這個最佳工作溫度范圍時，蓄能器的電容量會急劇下降，或者能量蓄能器的功能性受到影響。

此外，過高的溫度會導致蓄能系統(tǒng)的損壞。在這種情況下，特別是對于鋰離子蓄能單元，已知會出現(xiàn)所謂的熱逸潰(thermalrunaway)。此時，在短時間內(nèi)釋放出大量的熱能和氣態(tài)的降解產(chǎn)物，由此導致在殼體中出現(xiàn)高壓和高溫。特別是對于具有高能量密度的蓄能系統(tǒng)、如例如用于提供供應給電動車輛的電能的蓄能系統(tǒng)，這個效應會帶來問題的。由于單個蓄能單元的增加的能量以及設置在殼體中的蓄能單元的堆積密度(Packungsdichte)的提高，熱逸潰的問題加劇。

在擊穿的蓄能單元的區(qū)域中，在約30秒的時間段內(nèi)可能出現(xiàn)在600℃的范圍內(nèi)的溫度。用于隔熱的裝置必須能承受這種負荷，并且這樣來減少到相鄰蓄能單元的能量傳遞，即，使得相鄰的蓄能單元的溫度負載僅為約150℃。接下來必要的是，更換能量蓄能器或損壞的蓄能單元。就此而言，甚至允許該裝置在這個過程中發(fā)生不可逆的變化。重要的是，限制到相鄰的蓄能單元的能量轉移，以便防止相鄰的蓄能單元也發(fā)生熱逸潰。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，提供一種具有高運行可靠性的蓄能系統(tǒng)。

所述目的根據(jù)本發(fā)明的蓄能系統(tǒng)來實現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明的蓄能系統(tǒng)包括殼體，在所述殼體中設置多個蓄能單元的，這些蓄能單元借助于設置在這些蓄能單元之間的裝置彼此熱絕緣，所述裝置構造成，使得蓄能單元彼此隔間距，所述裝置由耐高溫材料構成，所述裝置具有突起和凹陷，所述裝置包含在溫度超過200℃時發(fā)生吸熱的化學轉化的材料。這里，所述蓄能單元可以是棱柱形蓄能單元或軟包蓄能單元。此外，本發(fā)明還允許針對具有圓形蓄能單元的存儲系統(tǒng)進行適配。

由于各蓄能單元彼此隔開間距，可以防止從一個蓄能單元到相鄰蓄能單元的直接熱傳遞。通過設置在蓄能單元之間的所述裝置進一步減少了熱傳遞。優(yōu)選所述裝置還構造成彈性的。由此所述裝置可以跟隨蓄能單元的可能的尺寸變化并且因此可以防止在蓄能單元內(nèi)形成不允許的高壓。此外通過所述裝置的耐熱設計方案即使在蓄能單元發(fā)生熱逸潰時也可以防止所述裝置被破壞，從而可以防止熱逸潰蔓延到相鄰的蓄能單元。這種彈性的設計可以通過所述裝置的材料選擇和/或造型設計來實現(xiàn)。