具有快速放電單元的電池組電池和其快速放電方法技術

本發明專利技術涉及具有兩個能從電池組電池內和/或外接觸的電池組電池端子和包括至少一個分離器的電化學部件的電池組電池。至少一個分離器在達到預定義溫度時對于在電化學部件中能產生的離子至少部分地變得不可通過。電池組電池包括能接通到電池組電池端子之間和在接通以及因此激活的狀態中具有預定義電阻值的快速放電單元。選擇預定義電阻值，使得在接通的快速放電單元情況下至少一個分離器達到預定義溫度。至少一個分離器在電池組電池內部中短路路徑缺席的情況下在預定義第一時間段之內達到預定義溫度并且在存在短路路徑的情況下在預定義第二時間段之內達到預定義溫度。第一和第二時間段分別在接通快速放電單元時開始和分別在達到預定義溫度時結束。

Battery unit with fast discharge cell and fast discharge method thereof

The present invention relates to a battery pack having two battery packs, batteries, terminals, and electrochemical components including at least one separator. At least one separator, at the predefined temperature, can at least partially become unable to pass through ions that can be produced in the electrochemical component. The battery cell includes a fast discharge unit that has a predefined resistance value that is connected between the battery pack, the battery terminal, and in the state of activation and activation. A predefined resistance value is selected so that at least one separator reaches a predefined temperature in the case of a fast discharge unit that is connected. At least one internal battery separator in short circuit path in the absence of the first period of time within reach at a predefined predefined temperature and in the presence of short circuit path in the case of a predefined time period to reach the predefined temperature second. The first and second time periods begin at the time of connecting the fast discharge unit and ending at the predefined temperature, respectively.

【技術實現步驟摘要】
具有快速放電單元的電池組電池和其快速放電方法
本專利技術涉及具有兩個能夠從電池組電池之內和/或之外接觸的電池組電池端子和例如被構造為極組（JellyRoll）的電化學部件的電池組電池，所述電化學部件包括多個電極和至少一個分離器。在此，所述至少一個分離器在達到所預定義的溫度時對于能夠在電化學部件中產生的離子來說至少部分地變得不能通過。此外，本專利技術涉及用于這種電池組電池的快速放電方法。本專利技術還涉及具有帶有至少一個這種電池組電池的電池組的電池組系統。
技術介紹
已知的是，電池組電池在存在故障的情況下或者由于過量的荷載可以呈現臨界的或者危險的行為。這種行為可以包括電池組電池的由于在電池組電池的內部中出現的放熱反應所觸發的熱穿通、電池組電池的脫氣、電池組電池中火的形成和/或甚至電池組電池的爆炸。被構造為電化學能量存儲器的電池組電池包括如下電化學部件，所述電化學部件例如以極組的形式來構造。
技術實現思路
根據本專利技術提供如下電池組電池，所述電池組電池具有兩個能夠從所述電池組電池之內和/或之外接觸的電池組電池端子和例如被構造為極組的電化學部件。在此，電化學部件包括多個電極和至少一個分離器。所述至少一個分離器在達到預定義的溫度時對于能夠在電化學部件中產生的離子來說至少部分地變得不可通過。根據本專利技術的電池組電池具有快速放電單元，所述快速放電單元能夠接通到電池組電池端子之間并且具有預定義的電阻值。預定義的電阻值被選擇成，使得在接通的快速放電單元的情況下所述至少一個分離器達到預定義的溫度。在此，所述至少一個分離器在電池組電池的內部中的短路路徑缺席的情況下在預定義的第一時間段之內達到預定義的溫度。此外，所述至少一個分離器在存在短路路徑的情況下在預定義的第二時間段之內達到預定義的溫度。第一和第二時間段分別在接通快速放電單元時開始并且分別在達到預定義的溫度時結束。從屬權利要求示出本專利技術的優選的改進方案。優選地，第一時間段的持續時間等于第二時間段的持續時間。在之前所描述的電池組電池中有利的是，流過快速放電單元的具有高的電流值的放電電流導致整個電池組電池的加熱，所述加熱又導致所述至少一個分離器在第一或第二時間段之內至少部分地去激活。在此，流過快速放電單元的放電電流的電流值的高度通過選擇預定義的電阻值來確定。至少部分地去激活所述至少一個分離器可以在危險情形期間被引入，在所述危險情形中例如在電池組電池的內部中出現或者可能出現短路路徑并且在所述危險情形中電池組電池因此可能呈現臨界的或者危險的行為。這種行為也可以包括電池組電池的熱穿通。至少部分地去激活所述至少一個分離器在此通過如下方式來實現，即該分離器在第一或第二時間段之內達到預定義的溫度并且由此對于能夠在電化學部件中產生的離子來說至少部分地變得不可通過。以這種方式可以在存在危險情形時減小由電池組電池產生的放電電流的電流值以及由此也減小電池組電池的進一步加熱。因此在危險情形期間可以避免電池組電池的臨界的或者危險的行為的出現、尤其所述電池組電池的熱穿通。如果例如所述至少一個分離器在達到預定義的溫度時在所述分離器的總面積的85%的部分面積之內對于之前所提到的離子來說變得不可通過，則由電池組電池產生的放電電流的電流值在大約40Ah的電池組電池容量的情況下典型地將小于或等于100A。如果所述至少一個分離器在達到預定義的溫度時在其總面積之內對于之前所提到的離子來說變得不可通過，則由電池組電池產生的放電電流的電流值被減小到0A。在兩種情況下，電化學部件的電極通過所述至少一個分離器來相互電絕緣。在包括兩個能夠從電池組電池之內和/或之外接觸的電池組電池端子的之前所描述的電池組電池的情況下，所述兩個電池組電池端子可以被構造為電池組電池的電池組電池殼體的部分。在此，快速放電單元此外可以被布置在電池組電池殼體之內或者之外或者被構造為電池組電池殼體的部分。根據本專利技術的優選的第一改進方案，預定義的電阻值被選擇成，使得在短路路徑缺席的情況下第一電能量數量低于第一能量極限值。在此，第一能量數量與如下能量數量一致，所述能量數量在短路路徑缺席時由于流過快速放電單元的放電電流在可變的第三時間段期間被轉換成熱量。第三時間段與第一時間段同時開始并且具有最大的持續時間，所述持續時間大于或等于第一時間段的持續時間。在之前所描述的電池組電池的情況下，第一能量極限值優選地被選擇成，使得僅僅在其被第一能量數量超出時可以出現整個電池組的過熱，所述過熱觸發電池組電池的熱穿通。在之前所描述的電池組電池的情況下，至少一個分離器優選地具有至少一個陶瓷涂層。根據本專利技術的優選的第二改進方案，所述第二改進方案可以與優選的第一改進方案和/或其設計方案組合，之前所描述的電池組電池包括控制單元。控制單元被構造用于在預定義的第四時間段之內接通快速放電單元。在此，第四時間段在識別如下危險情形之后立即開始，在所述危險情形中在電池組電池的內部中出現或者可以出現短路路徑或者在所述危險情形中預料到電池組電池的即將來臨的臨界行為的高的風險。此外，第四時間段在接通快速放電單元時結束。在之前所描述的電池組的情況下，在被接通的快速放電單元和/或在存在短路路徑的情況下由電池組電池產生的放電電流優選地等于能夠由相應的電池組電池最大地產生的放電電流。之前所描述的電池組電池（在所述電池組電池中在存在短路路徑的情況下快速放電單元被接通）的優點是，經由快速放電單元延伸的快速放電路徑被產生，所述快速放電路徑與所述短路路徑并行接通。在此，由電池組電池產生的放電電流在短路路徑和快速放電路徑之間進行劃分并且因此不完全地流過短路路徑。這意味著，在存在短路路徑和被接通的快速放電單元的情況下由電池組電池所產生的放電電流等于流過快速放電單元的放電電流和流過短路路徑的放電電流的總和。由此通過接通快速放電單元來減小流過短路路徑的放電電流的電流值并且因此也避免包括短路路徑的電池組電池區域的過熱。同時，流過快速放電單元的放電電流導致整個電池組電池的加熱，所述加熱又導致至少一個分離器并且因此同樣電池組電池在預定義的第二時間之內至少部分地被去激活。之前所提到的危險情形可以由于之前所描述的電池組電池的損傷而被引起，所述損傷例如可能由于事故或者特別猛烈的機械沖擊而出現。這種沖擊可以通過電池組電池的跌落、碰撞或者沖撞而引起。之前所提到的危險情形此外可以由于之前所描述的電池組電池的過量的載荷或者存在于其中的電氣故障而出現，所述電氣故障例如通過相應的電池組電池的內部中的短路而被引起。根據本專利技術的優選的第三改進方案，所述第三改進方案可以與之前所描述的改進方案和/或其設計方案中的一個或多個進行組合，之前所提到的危險情形可以在之前所描述的電池組電池的安全性測試期間或者在其運行期間出現。根據本專利技術的優選的第四改進方案，所述第四改進方案可以與之前所描述的改進方案和/或其設計方案中的一個或多個進行組合，在安全性測試期間在之前所描述的電池組電池的內部中短路路徑通過借助于釘子來貫穿相應的電池組電池來產生。根據本專利技術的優選的第五改進方案，所述第五改進方案可以與之前所描述的改進方案和/或其設計方案中的一個或多個進行組合，電化學部件被構造并且優選地之前所描述的電池組電池被確定大小，使得第二和第三電能量數量分別低于第二能量極限值。替代地或者附加地，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電池組電池（10），所述電池組電池具有兩個能夠從所述電池組電池（10）之內和/或之外接觸的電池組電池端子（11、12）和例如被構造為極組的電化學部件（20），所述電化學部件包括多個電極和至少一個分離器，其中所述至少一個分離器在達到預定義的溫度時對于能夠在所述電化學部件（20）中產生的離子來說至少部分地變得不可通過，其特征在于，快速放電單元（30），所述快速放電單元能夠被接通到所述電池組電池端子（11、12）之間并且具有預定義的電阻值，所述電阻值被選擇成，使得在被接通的快速放電單元（30）的情況下所述至少一個分離器在短路路徑在電池組電池（10）的內部中缺席的情況下在預定義的第一時間段之內達到預定義的溫度和/或在存在所述短路路徑的情況下在預定義的第二時間段之內達到預定義的溫度，其中所述第一和第二時間段分別在接通所述快速放電單元（30）時開始并且分別在達到預定義的溫度時結束。

【技術特征摘要】
2015.11.05 EP 15193294.41.一種電池組電池（10），所述電池組電池具有兩個能夠從所述電池組電池（10）之內和/或之外接觸的電池組電池端子（11、12）和例如被構造為極組的電化學部件（20），所述電化學部件包括多個電極和至少一個分離器，其中所述至少一個分離器在達到預定義的溫度時對于能夠在所述電化學部件（20）中產生的離子來說至少部分地變得不可通過，其特征在于，快速放電單元（30），所述快速放電單元能夠被接通到所述電池組電池端子（11、12）之間并且具有預定義的電阻值，所述電阻值被選擇成，使得在被接通的快速放電單元（30）的情況下所述至少一個分離器在短路路徑在電池組電池（10）的內部中缺席的情況下在預定義的第一時間段之內達到預定義的溫度和/或在存在所述短路路徑的情況下在預定義的第二時間段之內達到預定義的溫度，其中所述第一和第二時間段分別在接通所述快速放電單元（30）時開始并且分別在達到預定義的溫度時結束。2.根據權利要求1所述的電池組電池，其特征在于，預定義的電阻值被選擇成，使得在所述短路路徑缺席時所述第一電能量數量低于第一能量極限值，所述第一電能量數量由于流過所述快速放電單元（30）的放電電流在可變的第三時間段期間被轉化成熱量，其中所述第三時間段與所述第一時間段同時開始并且具有如下最大的持續時間，所述持續時間大于或者等于所述第一時間段的持續時間。3.根據權利要求1或2之一所述的電池組電池（10），其特征在于控制單元，所述控制單元被構造用于在預定義的第四時間段期間將所述快速放電單元（30）接通到所述電池組電池端子（11、12）之間，其中所述第四時間段在識別如下危險情形之后立即開始，在所述危險情形中在所述電池組電池（10）的內部中出現或者能夠出現所述短路路徑或者在所述危險情形中預料到所述電池組電池（10）的即將來臨的臨界的行為的高的風險，并且在接通所述快速放電單元（30）時結束。4.根據權利要求3所述的電池組電池（10），其特征在于，所述危險情形...

【專利技術屬性】
技術研發人員：增田英樹，騰又勇太郎，M維爾卡，M弗里德里希，S洛伊特納，C利貝諾夫，蘆田有治，水谷俊介，小西大助，北野真也，
申請(專利權)人：鋰能源和電力有限責任兩合公司，
類型：發明
國別省市：德國,DE