Mechanismus zur Druckentlastung bei Zellausdehnung zur Vermeidung der Propagation innerhalb eines Batteriemoduls
// Elektrochemie // Energie- und Energiespeichertechnik // Energietechnik
Ref-Nr: 16571
Einleitung / Abstract
Die Erfindung betrifft ein Batteriemodul mit mehreren Batteriezellen. In solchen Modulen besteht die Gefahr der Propagation eines thermischen Durchgehens einer Zelle. Wird diese nicht unterbunden, kann dies zur Zerstörung des gesamten Batteriemoduls und des umgebenen Bauteils führen. Insbesondere bei großen Batteriesystemen stellt die Propagation ein wesentliches Problem dar. Experimentelle Untersuchungen der Erfinder haben jedoch ergeben, dass Batteriezellen, die sich frei ausdehnen können, eine deutlich niedrigere Oberflächentemperatur aufweisen als verspannte Batteriezellen.Hintergrund
Batteriesysteme in elektrischen und hybrid-elektrischen Fahrzeugen bestehen aus mehreren Batteriemodulen, die wiederum mindestens drei Lithium-Ionen-Batteriezellen enthalten.
Problemstellung
Bei dieser Batterieart besteht unter bestimmten Voraussetzungen die Gefahr eines thermischen Durchgehens, dem sogenannten Thermal Runaway. Ein solcher Vorfall kann durch einen Kurzschluss (intern oder extern) und hohe Temperaturen entstehen, da jeweils sich selbst verstärkende, exotherme Reaktionen ablaufen. Diese Reaktionen können dann ebenfalls in benachbarten Batteriezellen hervorgerufen werden.Lösung
Eine Sollbruchstelle in dem Rahmen, der die Batteriezellen eines Moduls verspannt, kann durch die entstehende Kraft bei der Ausdehnung einer einzelnen Batteriezelle den Verbund der Zellen auflösen, die Ausdehnung der einzelnen Batteriezelle ermöglichen und somit die Erwärmung der angrenzenden Zellen und deren thermisches Durchgehen verhindern. Eine parallel ausgeführte Sollbruchstelle an den elektrischen Kontakten erhöht die Sicherheit.Vorteile
Eine sichere Bauweise von Lithium-Ionen-Batteriemodulen bei angepasster Batteriesystemarchitektur ohne negativen Einfluss auf die Energiedichte
Einfache Integration in die vorhandene Modulbauweise
Abschwächung der Auswirkungen eines Thermal Runaway einer Batteriezelle
Keine zusätzlichen Aggregate und/oder weitere Isolation notwendig
Anwendungsbereiche
Die Erfindung kann auf sämtliche Batteriesysteme mit Batteriemodulen angewendet werden, die Lithium-Ionen-Batterien beinhalten.Sie können dieses Fenster schließen. Ihre Suchergebnisse finden Sie in dem vorherigen Fenster