[發明專利]具有滅火設備的電池裝置和機動車

在審

• 申請號: 202211302140.5
• 申請日: 2022-10-24
• 公開（公告）號: CN116031529A
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: D·貝德;M·格拉博夫斯基
• 申請（專利權）人: 奧迪股份公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/625;H01M10/656;A62C3/16
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;牛曉玲

本發明涉及一種具有電池殼體(12)的電池裝置(1)，在電池殼體中布置有至少一個電池元件(11)。電池裝置(1)此外包括滅火設備(20)，滅火設備具有至少一個滅火單元(21)，該至少一個滅火單元同樣布置在電池殼體(12)中。滅火單元(21)包括殼體元件(21a)和滅火劑(21b)，滅火劑布置在殼體元件(21a)的空腔中。滅火單元(21)具有爆炸機構(21c)，爆炸機構設計用于，在存在預定的在至少一個電池元件(11)起火時產生的火災狀態(Z)的情況下導致殼體元件(21a)的爆炸和氣溶膠形式的滅火劑(21b)的釋放。

技術領域

本發明涉及一種具有滅火設備的用于機動車的電池裝置。電池裝置包括至少一個布置在電池殼體中的電池元件。滅火設備設計用于，在存在預定的、在至少一個電池元件起火時產生的火災狀態/起火狀態的情況下，為了給至少一個電池元件滅火而提供氣溶膠形式的滅火劑。本發明還涉及一種具有相應的電池裝置的機動車。

背景技術

已知了一種機動車，在其中使用驅動電池或動力電池來運行電動驅動器、例如機動車的電機或車載電網。這種機動車例如被稱為電池電動汽車，并且例如可以是電動車或混動車。為了向機動車提供電能，驅動電池包括至少一個電池元件、即一個或多個電池元件。例如，電池元件可以是所謂的電池電芯或伽伐尼電芯。電池電芯是一種電化學儲能裝置，其設計用于借助活性材料的化學反應提供電能。可提供的電能數量例如依賴于所使用的電芯技術或電化學，即例如依賴于活性材料的設計。鋰離子技術或磷酸鐵鋰技術例如作為電芯技術是已知的。替代地，電池電芯例如可以設計為固態電池。

為了形成驅動電池，一個或多個電池電芯可以以合適的方式相互電連接。連接的電池電芯的數量可能依賴于驅動電池向機動車提供的期望的能量數量。為了在機動車中使用驅動電池，電池電芯例如可以直接布置在電池殼體中(Cell-to-Car)。替代地，首先可以將多個電池電芯組合在一個所謂的電池模塊(Cell-to-Pack)中，并且然后在電池殼體中布置一個或多個電池模塊。

在特定的前提條件下，在運行驅動電池時可能會發生熱失控(Thermal?Runaway)。這意味著，相應的電池元件過熱，從而使得電池溫度超過預定的反應溫度極限值。反應溫度極限值例如可能依賴于所使用的電池技術。在上述的鋰離子技術中，反應溫度極限值例如可以是大約84℃。如果電池元件超過反應溫度極限值，那么在活性材料中可能會發生連續的吸熱的化學反應。在此，電池元件在幾秒鐘內、例如在兩到三秒鐘內以熱能形式釋放儲存的能量數量的大約60％。發生電池元件的起火。電池元件因此具有上述的火災狀態。

為了避免產生的熱能熱傳播到機動車的其他的部件或驅動電池的其他的電池元件，可以使用滅火設備。滅火設備可以提供滅火劑，用于給電池元件滅火或至少用于提取熱能。為了達到盡可能好的滅火效果，可以提供例如氣溶膠形式的滅火劑。氣溶膠是由氣態介質(如空氣)中的固態或液態材料的顆粒或懸浮微粒所形成的非均勻的混合物。顆粒或氣溶膠微粒可以以不同的尺寸或大小存在，并且例如具有從大約1納米到幾百微米的直徑。

為了提供用于滅火的滅火劑，滅火設備例如可以將滅火劑噴灑/霧化成氣溶膠顆粒。為了噴灑，可以例如爆炸式地施加滅火劑。氣溶膠形式的滅火劑具有高的比表面積。由此，滅火劑能夠特別快速地吸收在火災狀態下存在的熱能。從火源、即從燃燒的電池元件到滅火劑的熱量轉移可以明顯被加速。由此可以導致氣溶膠中的氣溶膠顆粒的蒸發。蒸發是一種吸熱反應，并且因此吸收熱能作為反應能。產生所謂的蒸發冷卻。因此，熱能可以從火中被提取，并且火可以被撲滅。

例如，從現有技術已知了滅火設備的設計的不同的可能性。

CN?112043995?A例如公開了一種用于探測和撲滅熱失控的鋰離子電池的滅火機構。為此使用滅火器，其可以通過相應的輸送線路為驅動電池的每個單獨電池電芯提供滅火劑。

WO?2020/214850?A1例如公開了一種用于冷卻電池電芯的方法。在此，冷卻液通過微型噴嘴噴灑，從而形成液態的氣溶膠顆粒。所述氣溶膠顆粒被提供給電池電芯。