用于储存电能的、尤其是用于机动车辆的储存装置、具有这种储存装置的机动车辆以及用于运行这种储存装置的方法

文档序号:1590480 发布日期:2020-01-03 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 用于储存电能的、尤其是用于机动车辆的储存装置、具有这种储存装置的机动车辆以及用于运行这种储存装置的方法 (Storage device for storing electrical energy, in particular for a motor vehicle, motor vehicle having such a storage device, and method for operating such a storage device ) 是由 A·达尔巴迪 J·希尔丁格 F·思库威尔 W·瓦格 于 2018-05-18 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种用于储存电能的储存装置(1),其具有至少一个储存单元(2),所述储存单元具有单元壳体(3)、通过单元壳体(3)限界的容纳室(4)和容纳在容纳室(4)中的用于储存电能的至少一个储存器件(5);并且具有安全设备(12),其中,所述安全设备(12)具有构造用于至少将储存单元(2)与储存装置(1)的电路分离的分离装置(13)作为第一安全装置、构造用于至少引起储存单元(2)短路的短路装置(14)作为第二安全装置和构造用于使容纳室(4)排气的排气装置(15)作为第三安全装置,其中,这些安全装置构造用于,在储存单元(2)的临界的状态变化期间先后从相应的未激活状态过渡至相应的激活状态。(The invention relates to a storage device (1) for storing electrical energy, comprising at least one storage unit (2) having a unit housing (3), a receiving space (4) bounded by the unit housing (3), and at least one storage means (5) for storing electrical energy, which is received in the receiving space (4); and a safety device (12), wherein the safety device (12) comprises a disconnection device (13) as a first safety device, a short-circuit device (14) as a second safety device, which is designed to at least short-circuit the storage unit (2), and an air-discharge device (15) as a third safety device, which is designed to discharge the receiving space (4), wherein the safety devices are designed to successively change from a respective inactive state to a respective active state during a critical state change of the storage unit (2).)

用于储存电能的、尤其是用于机动车辆的储存装置、具有这种 储存装置的机动车辆以及用于运行这种储存装置的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的、用于储存电能的、尤其是用于机动车辆的储存装置。此外,本发明涉及一种具有至少一个这种储存装置的机动车辆。此外,本发明涉及一种根据权利要求11的前序部分的、用于运行这种储存装置的方法。

背景技术

用于储存电能的储存装置以及用于运行这种储存装置的方法例如已由DE 102013 204 534 A1中已知。在此,该储存装置包括至少一个储存单元,所述储存单元具有单元壳体和通过该单元壳体限界的容纳室。此外,储存单元具有容纳在容纳室中的至少一个储存器件以用于储存电能。该储存单元例如构成为电池单元,使得储存装置例如构成为电池、尤其是构成为高压电池(HV电池)。此外,为储存装置设有安全设备。在用于运行储存装置的方法的范畴中将安全设备激活。通过激活安全设备例如能够避免储存装置的不符合期望的临界状态或者抵制这种临界状态,使得例如能够避免由该临界状态造成的不符合期望的影响或者将所述影响保持在小范围内。

此外,WO 2011/095630 A1公开了一种尤其是用于车辆动力总成的强电流电池系统,在该强电流电池系统中有强电池电流流动。在此设有电池系统电子监控装置和多个电池模块,各电池模块分别包括至少一个可再充电的电池单元并且这样借助工作电流导线电地串联连接,使得在运行中工作电流流经电池电流导线。

发明内容

本发明的任务在于,实现开头所述类型的一种储存装置、一种机动车辆和一种方法,使得能够以特别成本有利的方式实现特别可靠的运行。

根据本发明,该任务通过具有权利要求1的特征的储存装置、通过具有权利要求10的特征的机动车辆和通过具有权利要求11的特征的方法解决。本发明的有利的构造方案是从属权利要求的主题。

本发明的第一方面涉及一种用于储存电能或者说电流的、尤其是用于机动车辆例如汽车的储存装置。该储存装置包括至少一个储存单元,该储存单元包括单元壳体和通过该单元壳体限界的容纳室。此外,储存单元具有容纳在容纳室中的至少一个储存器件以用于储存电能。该储存器件例如包括尤其为液态的电解质和/或至少一个电极和/或电极线圈,即至少一个绕组。此外,储存装置包括可激活的安全设备,借助该安全设备,例如通过激活该安全设备能够避免电池单元的不符合期望的临界状态或者抵制这种临界状态。

现在为了能够以成本特别有利的方式实现特别可靠的运行,安全设备至少包括三个安全装置。所述安全装置的第一安全装置构成为分离装置,借助该分离装置至少能够将储存单元与储存装置的电路分离,尤其是在电流方面分离。通过将储存单元与电路分离,电路和储存单元之间的电连接中断,使得储存单元不再电地与电路相连接。

所述安全装置中的第二安全装置构成为短路装置,借助该短路装置能够引起或者说设置至少所述储存单元的短路。可借助短路装置引起的短路优选是外部短路,也称为储存单元外部的短路。所述外部短路不能够或者不是在储存单元的或者说单元壳体的内部、而是在储存单元的或者说单元壳体的外部借助短路装置而引起的。

第三安全装置构成为排气装置,其也称为排气单元。借助该排气装置能够使容纳室排气。这尤其可理解为,借助排气装置能够将流体、尤其是气体从容纳室中并且由此从单元壳体中排出并且在此尤其是排出至单元壳体的周围环境中,以便例如由此避免存在于容纳室中的过度的内部压力。

此外,根据本发明规定,所述安全装置构造用于,在储存单元的临界的状态变化期间先后从相应的未激活状态过渡至相应的激活状态。在所述临界的状态变化的范畴内或者说在所述临界的状态变化期间,储存单元例如改变其状态,使得在储存单元的状态发生变化的过程中将各安全装置先后、即时间上相继连续地激活。因此使安全装置尤其是通过或者说由于储存单元的状态的变化先后被激活。

所述临界的状态变化尤其可理解为,在所述临界的状态变化期间,表示储存单元(尤其是其运行或者状态)的特征的至少一个参数处于表示储存单元正常运行的特征的正常范围之外,其中,该参数例如在所述临界的状态变化期间离正常范围越来越远。该参数例如是前述的内部压力,所述内部压力例如在临界的状态变化的范畴内或者说在临界的状态变化的期间不断增加并且由此离其正常范围越来越远。

在分离装置的未激活的状态中,储存单元电地与电路相连接。此时如果分离装置从其未激活状态过渡至其激活状态,则借助分离装置将储存单元与电路分离,使得在分离装置的激活状态中,储存单元(尤其是借助分离装置)与电路分离。

在短路装置的未激活状态中,借助短路装置不会引起储存单元的短路(尤其是外部短路)。如果短路装置从其未激活状态过渡至其激活状态,则借助短路装置引起前述的储存单元的(尤其是外部)短路,使得在短路装置的激活状态中(尤其是借助短路装置)设置或者说引起储存单元的(尤其是外部)短路。

在排气装置的未激活状态中不会发生通过排气装置引起的单元壳体的或者说容纳室的排气。如果排气装置从其未激活状态过渡至其激活状态,则借助排气装置使单元壳体或者说容纳室排气。在所述排气的范畴内借助排气装置将流体、尤其是气体从容纳室中排出、尤其是排出到单元壳体的周围环境中,其中,所述气体例如是高温气体或者说是高温气流。由此使容纳室在排气装置的激活状态中借助排气装置排气。如果排气装置例如从其未激活状态过渡至其激活状态,则排气装置在此释放至少一个排气口。在排气装置的未激活状态中,排气口是闭合的,使得容纳室不经由排气口排气。但是在排气装置的激活状态中,排气口是打开的,使得容纳室经由排气口排气。经由该排气口,首先容纳在容纳室中的流体的至少一部分能够从容纳室中流出并且在此例如流至单元壳体的周围环境中,由此例如能够至少部分地消除前述的内部压力。通过相应激活相应的安全装置将安全设备在整体上激活。

所述临界的状态变化例如通过储存单元中的或者说储存装置中的热事件引起。换言之,储存单元例如通过前述的热事件由正常运行转换至临界的状态变化,使得储存单元通过该热事件而进入临界状态。所述热事件例如是由于因事故引起的力加载造成的并且导致储存单元的升温或者说加热。前述的能够借助排气装置从容纳室中排出的流体例如是由于这种热事件而造成的并且例如从前述的(尤其是液态的)电解质中产生。

由于各安全装置在时间上相继被激活或者说从其相应的未激活状态过渡至其相应的激活状态,因此规定时间上的切换顺序或者说激活顺序,在该激活顺序的范畴内有针对性地或者说限定地相继将各安全装置激活。由此例如能够使例如构成为电池单元的储存单元中的热事件降级,使得例如能够避免火焰和火苗提前从储存单元中、尤其是从整个储存装置中冒出。通过有针对性地或者说限定地、在时间上相继地激活各安全装置能够实现多级的、尤其是至少三级的安全方案,使得例如能够在特别长的时间段内避免火焰和/或火苗从储存装置中冒出。由此例如能够为机动车辆的乘员确保特别高的安全性。尤其是通过相继地激活安全装置而能够避免在储存装置中的热传播。在这种热传播的范畴内例如可能出现如下情况,如果储存装置中的一个储存单元进入临界状态,则储存装置的至少一个其它的、尤其是相邻的储存单元——虽然该储存单元本身还未进入临界状态——由于第一储存单元而转换至临界状态并且由此开始燃烧。因此,第一储存单元的热事件例如会导致其它的相邻的电池单元的不符合期望的热事件,但是现在这种情况能够通过所述多级的安全方案得以避免。

优选所述安全设备设置在储存单元上(尤其是至少部分地设置在储存单元中)并且由此设置在单元层面上,使得所述安全方案相对于设置在储存器层面的安全措施能够成本特别有利和高效地付诸实施。

在本发明的有利的构造方案中,安全设备构造用于,在所述临界的状态变化期间首先使得分离装置、然后使得短路装置并且随后使得排气装置从相应的未激活状态过渡至相应的激活状态。优选地,当短路装置过渡至其激活状态时,分离装置处在或者说保持在其激活状态中。此外优选地,当排气装置过渡至其激活状态中时,分离装置和短路装置保持在或者说处在其相应的激活状态中。通过激活分离装置使储存单元及时地与所述也称为储存电路的电路分离。短路装置在分离装置之后才被激活并且确保,储存单元(尤其是在外部)短路。这具有降级效果,因为通过短路会使储存单元的至少一部分能量电地、尤其是由于外部的和内部的单元电阻而耗尽。此外,所述短路具有降级效果,因为单元电压会由于短路而显著下降并且大幅减小或者说抑制阴极材料表面上氧气的释放。

优选短路装置将所述短路至少保持一定的时长、尤其是保持约60秒,直至排气装置尤其是基于继续升高的内部压力被激活或者说过渡至其激活状态,即直至储存单元打开。在排气期间、尤其是在排气的前十至二十秒的期间例如将尤其是构成为电解质或者电解质溶液和在此例如构成为燃料的流体的至少大部分从储存单元中排出或者说去除。通过所述储存单元的及时的外部短路例如防止相邻的储存单元开始燃烧。此外能够避免,火焰和火苗从储存装置中冒出。因此能够构成特别可靠的运行。

在本发明的一种特别有利的实施方式中,相应的安全装置能够由于存在于容纳室中的相应的压力而从相应的未激活状态转换至相应的激活状态。换言之,从相应的未激活状态至相应的激活状态的相应的转换或者说相应的过渡(尤其是唯一地并且仅)通过前述的存在于容纳室中的内部压力引起,使得例如相应的安全装置基于压力并且由此独立地或者说自行或者自动地从相应的未激活状态过渡至相应的激活状态。再换一种表述方式,即例如相应地激活相应的安全装置(尤其是唯一地并且仅)通过存在于容纳室中的并且作用到相应的安全装置上的、例如随着不断发展的临界的状态变化而升高的压力实现。

因此已表明特别有利的是,借助存在于容纳室中的、在临界的状态变化的期间不断增加的压力首先分离装置、然后短路装置并且随后排气装置从相应的未激活状态过渡至相应的激活状态。

特别可靠的运行能够通过如下方式实现:分离装置构造用于,在存在于容纳室中的压力处在5.5巴(含)至6.5巴(含)的范围内的情况下从未激活状态过渡至激活状态。换言之,如果内部压力达到处在5.5巴至6.5巴的范围内的值,则通过该压力激活分离装置,而短路装置和排气装置则不会发生激活。

另外已表明特别有利的是,短路装置构造用于,在存在于容纳室中的压力处在7巴至8巴的范围内的情况下从未激活状态过渡至激活状态。换言之,如果内部压力例如这样升高,使得内部压力具有处在7巴(含)至8巴(含)的范围内的值,则通过该压力激活短路装置(通过该压力此前已将分离装置激活),尤其是在此期间分离装置仍是激活的。在此,暂时还保持排气装置的激活。

一种另外的实施方式的特征在于,排气装置构造用于,在存在于容纳室中的压力处在9.5巴至10.5巴的范围内的情况下从未激活状态过渡至激活状态。换言之,如果内部压力继续升高,使得内部压力具有处在9.5巴(含)至10.5巴(含)的范围内的值,则通过该压力最后也将排气装置激活。

在一种特别有利的实施方式的情况下,短路装置能够通过尤其是存在于容纳室中的温度(尤其是储存单元的温度)从未激活状态转换至激活状态。换言之,此前描述了如下的实施方式,在这些实施方式的情况下例如规定了对短路装置的由压力引起的触发或者说激活。这尤其可理解为,短路装置的激活(尤其是唯一地并且仅)由所述(尤其是存在于容纳室中的)压力引起。但是现在优选地规定,短路装置的激活(尤其是唯一地并且仅)通过温度引起。由此,例如如果短路装置的温度超过了可预先给定的阈值,则短路装置由此从其未激活状态过渡至其激活状态并且因此至少将储存单元与电路分离。由此能够在热事件传播的情况下实现特别短的反应时间。

最后还表明特别有利的是,储存装置具有与储存单元并联连接的至少一个另外的储存单元以用于储存电能,其中,短路装置构造用于,使至少所述第一储存单元和与其并联连接的另外的储存单元短路。例如首先将短路装置激活,而分离装置和排气装置则还保持未激活。通过激活短路装置例如使所述第一储存单元和所述另外的储存单元(尤其是经由分离装置)短路。尤其是能够规定,储存装置具有第一储存单元和与其并联连接的、相邻的另外的储存单元,其中,通过短路装置的激活(尤其是经由分离装置)使所述第一储存单元和所述相邻的并联连接的储存单元短路,尤其是借助外部短路。

优选在激活短路装置或者说在引起短路之后的几毫秒、尤其是最高100毫秒内激活分离装置,尤其是在此期间排气装置尚未激活和/或短路装置仍是激活的。通过激活分离装置将至少第一储存单元、尤其是第一储存单元和所述另外的储存单元与电路分离。短路装置将所述短路至少保持一定的时长、尤其是至少保持60秒,直至排气装置、尤其是基于所述继续升高的内部压力被激活或者说直至第一储存单元打开。

在至少第一储存单元的由于排气装置引起的排气期间(尤其是在排气的前10至20秒的期间)将大部分电解质溶液(燃料)从第一储存单元中去除。

优选分离装置包括至少一个熔断保险装置,经由该熔断保险装置,通过激活短路装置使所述第一储存单元和并联连接的另外的储存单元短路。此外能够借助熔断保险装置引起与电路的分离。通过使用这种熔断保险能够将成本保持为特别低,因为基于压力的装置(尤其是分离装置形式的装置)能够被熔断保险装置代替,所述熔断保险装置例如是基于温度的。例如通过短路使熔断保险装置升温,经由所述熔断保险装置引起短路。熔断保险装置由此熔化,由此使至少第一储存单元与电路分离。此外,能够在阴极侧上(+端)实现该解决方案的特别简单的空间方面的实施。此外能够通过该实施方式构成储存单元的特别高的运行可靠性,因为储存单元中的仅一个基于压力的装置(尤其是排气装置和/或短路装置形式的装置)就足以能够确保高的可靠性。

本发明的第二方面涉及一种机动车辆,其具有至少一个根据本发明的储存装置。本发明的第一方面的优点和有利的构造方案可视为本发明的第二方面的优点和有利的构造方案,并且反之亦然。

本发明的第三方面涉及一种用于运行用于储存电能的储存装置、尤其是用于运行根据本发明的储存装置的方法。所述储存装置包括至少一个储存单元,所述储存单元具有单元壳体、通过该单元壳体限界的容纳室和容纳在该容纳室中的用于储存电能的至少一个储存器件。此外,储存装置(尤其是储存单元)包括安全设备,该安全设备在本方法的范畴内被激活。

现在为了能够以成本特别有利的方式实现特别可靠的运行,根据本发明规定,安全设备包括构造用于将储存单元与储存装置的电路分离的分离装置作为第一安全装置、构造用于引起储存单元短路(尤其是外部短路)的短路装置作为第二安全装置和构造用于使容纳室排气的排气装置作为第三安全装置,其中,在本方法的范畴内,这些安全装置在储存单元的临界的状态变化期间先后或者说相继地并且由此依次序地或者说按顺序被激活。本发明的第一方面的和第二方面的优点和有利的构造方案可视为本发明的第三方面的优点和有利的构造方案,并且反之亦然。

在此,已表明特别有利的是,在所述临界的状态变化期间,首先将分离装置、然后将短路装置并且随后将排气装置激活。已发现,按这一顺序激活安全装置是特别有利的,以便能够避免热事件在储存装置中的过度传播或者至少将其保持在一定的极限范围内。

在此,为了能够实现特别低的成本以及特别可靠的运行,在本发明的另外的构造方案中规定,相应的安全装置通过存在于容纳室中的相应的压力被激活,尤其是通过如下方式,所述压力作用到相应的安全装置上。由此例如规定自行地或者说独立地并且在此尤其是唯一地并且仅通过压力引起相应的安全装置的激活,其中,这些安全装置尤其是通过如下方式先后被激活,即压力在所述临界的状态变化期间增加或者说升高。

由此已表明特别有利的是,通过存在于容纳室中的在临界的状态变化期间增加的压力首先将分离装置、然后将短路装置并且随后将排气装置激活。

附图说明

本发明的另外的细节从对一个优选的实施例的后续说明和附图中得出。附图如下:

图1示出根据本发明的、根据第一实施方式的、处于正常运行中的储存装置的示意性剖视图;

图2示出根据第一实施方式的、处于临界的状态变化的第一状态中的储存装置的示意性剖视图;

图3示出根据第一实施方式的、处于临界的状态变化的第二状态中的储存装置的示意性剖视图;

图4示出根据第一实施方式的、处于临界的状态变化的第三状态中的储存装置的示意性剖视图;

图5示出根据本发明的、根据第二实施方式的、处于正常运行中的储存装置的示意性剖视图;

图6示出根据第二实施方式的、处于临界的状态变化的第一状态中的储存装置的示意性剖视图;

图7示出根据第二实施方式的、处于临界的状态变化的第二状态中的储存装置的示意性剖视图;

图8示出根据第二实施方式的、处于临界的状态变化的第三状态中的储存装置的示意性剖视图;以及

图9示出根据本发明的、根据第三实施方式的储存装置的示意性的横向剖视图。

具体实施方式

在各附图中,相同的或者功能相同的元件设有相同的附图标记。

图1以示意性剖视图示出根据第一实施方式的、整体用1标记的、用于储存电能或者说电流的储存装置。储存装置1例如是机动车辆的、尤其是汽车的并且优选是轿车的组成部分,所述汽车例如也至少包括电机。借助所述电机例如能够电驱动机动车辆的至少一个车轮或者机动车辆整体。为此,电机在马达式运行中并且由此作为电动机运行。为了使电机在其发动机运行中运行,为电机供应储存在储存装置1中的电能。

在此,储存装置1例如构成为电池、尤其是构成为高压电池(HV电池)。换言之,储存装置1优选构成为高压部件,使得储存装置具有或者说提供如下电压、尤其是工作电压,该电压例如大于50伏特、尤其是大于60伏特并且优选大于几百伏特。由此能够实现特别大的电功率以用于驱动机动车辆。

储存装置1包括至少一个储存单元2,所述储存单元例如构成为电池单元。此外,储存装置1例如包括未在附图中示出的储存器壳体,在储存器壳体中设置有多个储存单元、尤其是电池单元。为此,储存器壳体例如具有容纳区域,所述多个储存单元设置在该容纳区域中。前述的和下面对于储存单元的2的说明也能够容易地转用到其它的储存单元上,并且反之亦然。所述储存单元例如构成模块、尤其是电池模块。

储存单元2包括单元壳体3和通过单元壳体3限界的容纳室4,在该容纳室中设置有或者说容纳有储存单元2的至少一个储存器件5。借助储存器件5能够储存电能或者说电流。为此,储存器件5例如包括至少一个电极装置6,该电极装置具有至少一个电极和/或至少一个电极线圈。该电极线圈例如是绕组。尤其是该绕组例如包括阴极形式的第一电极和阳极形式的第二电极,其中,这些电极例如卷成或者说卷绕成所述电极线圈。尤其是所述储存器件5包括设置在电极之间的至少一个分离器。在此,电极线圈尤其能够具有果酱卷(Jelly-Roll)结构,即按照卷蛋糕的形式卷绕或者说卷起。

此外,储存单元2具有第一电极舌片(Elektrodenzunge)7,该第一电极舌片也称为接线片(Fahne)或者小接片

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并且例如与阳极电地并且优选机械地相连接。在此,电极舌片7例如由金属材料、尤其是由铜制成。此外,储存单元2具有第二电极舌片8,该第二电极舌片也称为接线片或者小小接片并且例如与阴极电地并且优选机械地相连接。在此,电极舌片8例如由金属材料、尤其是由铝制成。从图1中可以看到,电极舌片7和8设置在容纳室4中。

此外,储存单元2具有至少部分地设置在单元壳体3的背离容纳室4的外侧面9上的第一接口10,该第一接口至少电地与电极舌片7相连接并且由此构成储存单元2的负电极。此外,储存单元2具有至少部分地设置在背离容纳室4的外侧面9上的第二接口11,该第二接口至少电地与电极舌片8相连接并且由此构成储存单元2的正电极。各储存单元例如经由其相应的接口10和11电地相互连接并且由此例如串联或者并联连接,由此能够实现特别高的电功率以用于驱动机动车辆。

尤其是储存器件5能够包括未在附图中示出的电解质,例如电极装置6至少部分地、尤其是至少主要地或者完全地浸没在所述电解质中。例如如果此时在储存单元2中出现热事件,则使储存单元2、尤其是储存器件5在所述热事件的范畴内例如剧烈升温。这种热事件例如可能由机动车辆的事故并且由此例如由因事故引起的对储存装置1的力加载造成。通过电解质的升温,例如从电解质中产生流体,该流体例如能够包括气体和/或液体、尤其是电解质溶液。因此,由于所述热事件将容纳室4中的所述流体释放。在此,储存单元2包括整体用12标记的安全设备,该安全设备例如在用于运行储存装置1的方法的范畴内被激活。

现在为了能够实现储存装置1的特别可靠的运行,安全设备12包括分离装置13形式的第一安全装置,借助该分离装置能够将储存单元2与储存装置1的电路分离。在图1示出的正常运行中,例如所述储存单元与电路至少电地相连接,使得各储存单元经由电路电地相互连接。通过所述由分离装置13引起的储存单元2与电路的分离将储存单元2例如与其它的储存单元(尤其是在电流方面)分离。

安全设备12包括短路装置14形式的第二安全装置,借助该短路装置能够引起储存单元2的外部短路。所述外部短路可理解为,借助短路装置14不能够或者不在储存单元2中或者说在容纳室4中引起短路,而是在储存单元2的或者说容纳室4的外部并且由此例如在背离容纳室4的外侧面9上引起短路。

此外,安全设备12包括排气装置15形式的第三安全装置,该排气装置也称为排气单元。借助排气装置15能够使容纳室4排气。所述的使容纳室4排气可理解为,借助或者说经由排气装置15将所述释放在容纳室4中的流体至少部分地从容纳室4中排出并且在此尤其是排出至储存单元2的或者说单元壳体3的周围环境16中。

各安全装置现在构造用于,在储存单元2的根据图2至图4示出的临界的状态变化期间先后从相应的未激活状态过渡至相应的激活状态。换言之,在前述方法的范畴内规定,各安全装置在所述临界的状态变化期间先后、即相继连续地并且由此依次序地被激活,以便由此例如以成本有利的方式抵制储存器壳体中的热传播。

图1示出前述的储存单元2的正常运行,其中,所述正常运行是正常状态。在正常运行中或者说在正常状态中,各安全装置处在其未激活状态中,即尚未激活。

在正常运行中或者说在正常运行的期间,存在于容纳室4中的并且也被称为内部压力的压力处在正常范围内。如果此时例如在储存单元2中出现热事件,则例如将容纳室4中的流体释放,因此,内部压力(也称为单元内部压力)会升高。如果该内部压力例如这样升高,使得内部压力偏离其正常范围,则例如储存单元2开始前述的临界的状态变化,并且储存单元2例如首先进入在图2中示出的所述临界状态变化的第一临界状态。所述热事件例如导致储存单元2达到一定的温度,在此,所述温度高于安全温度。储存单元2的所述温度例如导致,内部压力具有约6巴的值并且在此例如处在5.5巴至6.5巴的范围内。通过该内部压力首先将分离装置13激活,即从其未激活状态转换至其激活状态,而短路装置14和排气装置15还保持在其未激活状态中,即未被激活。通过激活分离装置13将储存单元2与也称为储存电路的电路分离。

如果内部压力例如在所述临界的状态变化的过程中继续升高,使得内部压力例如约为7.5巴或者说处在7至8巴的范围内,则储存单元2例如进入在图3中示出的所述临界状态变化的第二临界状态中。于是在排气装置15不发生激活期间通过该内部压力将短路装置14激活,即从其未激活状态转换至其激活状态,而尤其是此前已激活的分离装置13则保持激活。在尤其分离装置13激活期间,通过激活短路装置14实现外部短路。

如果内部压力继续升高,使得内部压力例如约为10巴或者说处在9.5至10.5巴的围内,则储存单元2进入在图4中示出的所述临界状态变化的临界状态中。通过该内部压力将排气装置15激活——尤其分离装置13和短路装置14则是激活的或者说保持激活。通过激活排气装置15,排气装置15例如将尤其是构成为通孔的排气口17释放,该排气口尤其是构造在单元壳体3中。经由排气口17,首先容纳在容纳室4中的流体的至少一部分能够从容纳室4中流出,尤其是流入周围环境16中。换言之,如果内部压力达到了9.5至10.5巴的范围,则通过该内部压力将所述也称为排气单元的排气装置15打开。由此例如能够避免所述模块中的热传播,使得例如其它的储存单元不会由于储存单元2而进入临界状态。由此能够避免储存装置1的安全状态的临界水平的升级。尤其是能够避免火焰和火苗提前从储存装置1中冒出,使得能够构成特别高的安全性。

图5至图8示出储存装置1的第二实施方式。在此,图5示出处于正常状态中的第二实施方式,图6示出临界状态变化的第一状态,图7示出第二状态并且图8示出储存装置1的、尤其是储存单元2的临界状态变化的第三状态。在该第二实施方式的情况下,储存装置1具有储存单元2和其它的储存单元,所述其它的储存单元也称为另外的储存单元并且例如与储存单元2相邻。所述另外的储存单元例如相互间和/或与储存单元2并联连接。

在第二实施方式的情况下,分离装置13包括熔断保险装置18或者构成为熔断保险装置18。现在在第二实施方式的情况下规定如下的接通顺序:例如如果内部压力超过可预先给定的阈值,则首先激活短路装置14,由此使储存单元2和其所有相邻的、另外的、并联连接的储存单元经由分离装置13、尤其是经由熔断保险装置18短路。短路装置14例如在处于5.5巴(含)至6.5巴(含)的范围内的压力下被激活。在激活短路装置14之后或者说在所述储存单元2和所述另外的并联连接的储存单元短路之后的几毫秒、尤其是最高100毫秒或者少于100毫秒的时间内将分离装置13、尤其是熔断保险装置18激活,由此至少将储存单元2与电路分离。

由于所述储存单元2的和所述另外的储存单元经由熔断保险装置18短路,因此熔断保险装置升温,使得熔断保险装置熔化。由此,熔断保险装置由温度引起地使储存单元2与电路分离。紧接着——例如像此前描述的那样——将排气装置15激活,由此使容纳室4排气。

图9示出第三实施方式。如下面描述的那样,在第三实施方式的情况下如在第一和第二实施方式的情况下那样在储存单元2内部规定一种解决方案或者说一种措施,其中,借助所述措施能够将用于产生短路的反应时间保持为特别短。该措施包括涂覆有聚合物的铜箔19,该铜箔电地与接口10并且由此与负电极相连接。铜箔19设置在电极装置6(尤其是在电极装置6的至少一个电极线圈或者电极堆)和单元壳体的朝向容纳室4的内侧面20之间并且例如一方面接触电极装置6并且另一方面接触内侧面20并且由此接触单元壳体3。

如果使铜箔19暴露在反常的高温中,即反常高的高温中(正如例如在发生热事件的情况下可能出现的那样),则至少铜箔19的聚合物涂层熔化,由此导致在铜箔19和单元壳体3之间短路。铜箔19由此用作短路触发器,其设置在处于两个单元之间的或者说处于电极装置6和单元壳体20之间的热传递部位处。由此能够将用于引起短路的反应时间保持为特别短。

此外能够规定未在各附图中额外示出的第四实施方式,该第四实施方式对应于第一实施方式,但至少具有如下区别:分离装置13和/或短路装置14并非基于压力、而是基于温度从其未激活状态过渡至其激活状态。为此,分离装置13或者短路装置14例如包括至少一个双金属片、尤其是双金属短路触发器,其例如在温度升高的情况下自行地或者独立地这样变形,使得储存单元2与电路分离或者说形成短路。在此,例如分离装置13或者短路装置14具有激活温度,在该激活温度的情况下将分离装置13或者短路装置14激活。该激活温度例如为100摄氏度。通过所述基于温度地激活分离装置13或者短路装置14能够在热事件的情况下将反应时间保持为特别短。

附图标记列表

1 储存装置

2 储存单元

3 单元壳体

4 容纳室

5 储存器件

6 电极装置

7 电极舌片

8 电极舌片

9 外侧面

10 接口

11 接口

12 安全设备

13 分离装置

14 短路装置

15 排气装置

16 周围环境

17 排气口

18 熔断保险装置

19 涂覆聚合物的铜箔

20 内侧面

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