具有快速放电单元的电池组电池和其快速放电方法技术

本发明专利技术涉及具有两个能从电池组电池内和/或外接触的电池组电池端子和包括至少一个分离器的电化学部件的电池组电池。至少一个分离器在达到预定义温度时对于在电化学部件中能产生的离子至少部分地变得不可通过。电池组电池包括能接通到电池组电池端子之间和在接通以及因此激活的状态中具有预定义电阻值的快速放电单元。选择预定义电阻值，使得在接通的快速放电单元情况下至少一个分离器达到预定义温度。至少一个分离器在电池组电池内部中短路路径缺席的情况下在预定义第一时间段之内达到预定义温度并且在存在短路路径的情况下在预定义第二时间段之内达到预定义温度。第一和第二时间段分别在接通快速放电单元时开始和分别在达到预定义温度时结束。

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.

【技术实现步骤摘要】
具有快速放电单元的电池组电池和其快速放电方法
本专利技术涉及具有两个能够从电池组电池之内和/或之外接触的电池组电池端子和例如被构造为极组（JellyRoll）的电化学部件的电池组电池，所述电化学部件包括多个电极和至少一个分离器。在此，所述至少一个分离器在达到所预定义的温度时对于能够在电化学部件中产生的离子来说至少部分地变得不能通过。此外，本专利技术涉及用于这种电池组电池的快速放电方法。本专利技术还涉及具有带有至少一个这种电池组电池的电池组的电池组系统。
技术介绍
已知的是，电池组电池在存在故障的情况下或者由于过量的荷载可以呈现临界的或者危险的行为。这种行为可以包括电池组电池的由于在电池组电池的内部中出现的放热反应所触发的热穿通、电池组电池的脱气、电池组电池中火的形成和/或甚至电池组电池的爆炸。被构造为电化学能量存储器的电池组电池包括如下电化学部件，所述电化学部件例如以极组的形式来构造。
技术实现思路
根据本专利技术提供如下电池组电池，所述电池组电池具有两个能够从所述电池组电池之内和/或之外接触的电池组电池端子和例如被构造为极组的电化学部件。在此，电化学部件包括多个电极和至少一个分离器。所述至少一个分离器在达到预定义的温度时对于能够在电化学部件中产生的离子来说至少部分地变得不可通过。根据本专利技术的电池组电池具有快速放电单元，所述快速放电单元能够接通到电池组电池端子之间并且具有预定义的电阻值。预定义的电阻值被选择成，使得在接通的快速放电单元的情况下所述至少一个分离器达到预定义的温度。在此，所述至少一个分离器在电池组电池的内部中的短路路径缺席的情况下在预定义的第一时间段之内达到预定义的温度。此外，所述至少一个分离器在存在短路路径的情况下在预定义的第二时间段之内达到预定义的温度。第一和第二时间段分别在接通快速放电单元时开始并且分别在达到预定义的温度时结束。从属权利要求示出本专利技术的优选的改进方案。优选地，第一时间段的持续时间等于第二时间段的持续时间。在之前所描述的电池组电池中有利的是，流过快速放电单元的具有高的电流值的放电电流导致整个电池组电池的加热，所述加热又导致所述至少一个分离器在第一或第二时间段之内至少部分地去激活。在此，流过快速放电单元的放电电流的电流值的高度通过选择预定义的电阻值来确定。至少部分地去激活所述至少一个分离器可以在危险情形期间被引入，在所述危险情形中例如在电池组电池的内部中出现或者可能出现短路路径并且在所述危险情形中电池组电池因此可能呈现临界的或者危险的行为。这种行为也可以包括电池组电池的热穿通。至少部分地去激活所述至少一个分离器在此通过如下方式来实现，即该分离器在第一或第二时间段之内达到预定义的温度并且由此对于能够在电化学部件中产生的离子来说至少部分地变得不可通过。以这种方式可以在存在危险情形时减小由电池组电池产生的放电电流的电流值以及由此也减小电池组电池的进一步加热。因此在危险情形期间可以避免电池组电池的临界的或者危险的行为的出现、尤其所述电池组电池的热穿通。如果例如所述至少一个分离器在达到预定义的温度时在所述分离器的总面积的85%的部分面积之内对于之前所提到的离子来说变得不可通过，则由电池组电池产生的放电电流的电流值在大约40Ah的电池组电池容量的情况下典型地将小于或等于100A。如果所述至少一个分离器在达到预定义的温度时在其总面积之内对于之前所提到的离子来说变得不可通过，则由电池组电池产生的放电电流的电流值被减小到0A。在两种情况下，电化学部件的电极通过所述至少一个分离器来相互电绝缘。在包括两个能够从电池组电池之内和/或之外接触的电池组电池端子的之前所描述的电池组电池的情况下，所述两个电池组电池端子可以被构造为电池组电池的电池组电池壳体的部分。在此，快速放电单元此外可以被布置在电池组电池壳体之内或者之外或者被构造为电池组电池壳体的部分。根据本专利技术的优选的第一改进方案，预定义的电阻值被选择成，使得在短路路径缺席的情况下第一电能量数量低于第一能量极限值。在此，第一能量数量与如下能量数量一致，所述能量数量在短路路径缺席时由于流过快速放电单元的放电电流在可变的第三时间段期间被转换成热量。第三时间段与第一时间段同时开始并且具有最大的持续时间，所述持续时间大于或等于第一时间段的持续时间。在之前所描述的电池组电池的情况下，第一能量极限值优选地被选择成，使得仅仅在其被第一能量数量超出时可以出现整个电池组的过热，所述过热触发电池组电池的热穿通。在之前所描述的电池组电池的情况下，至少一个分离器优选地具有至少一个陶瓷涂层。根据本专利技术的优选的第二改进方案，所述第二改进方案可以与优选的第一改进方案和/或其设计方案组合，之前所描述的电池组电池包括控制单元。控制单元被构造用于在预定义的第四时间段之内接通快速放电单元。在此，第四时间段在识别如下危险情形之后立即开始，在所述危险情形中在电池组电池的内部中出现或者可以出现短路路径或者在所述危险情形中预料到电池组电池的即将来临的临界行为的高的风险。此外，第四时间段在接通快速放电单元时结束。在之前所描述的电池组的情况下，在被接通的快速放电单元和/或在存在短路路径的情况下由电池组电池产生的放电电流优选地等于能够由相应的电池组电池最大地产生的放电电流。之前所描述的电池组电池（在所述电池组电池中在存在短路路径的情况下快速放电单元被接通）的优点是，经由快速放电单元延伸的快速放电路径被产生，所述快速放电路径与所述短路路径并行接通。在此，由电池组电池产生的放电电流在短路路径和快速放电路径之间进行划分并且因此不完全地流过短路路径。这意味着，在存在短路路径和被接通的快速放电单元的情况下由电池组电池所产生的放电电流等于流过快速放电单元的放电电流和流过短路路径的放电电流的总和。由此通过接通快速放电单元来减小流过短路路径的放电电流的电流值并且因此也避免包括短路路径的电池组电池区域的过热。同时，流过快速放电单元的放电电流导致整个电池组电池的加热，所述加热又导致至少一个分离器并且因此同样电池组电池在预定义的第二时间之内至少部分地被去激活。之前所提到的危险情形可以由于之前所描述的电池组电池的损伤而被引起，所述损伤例如可能由于事故或者特别猛烈的机械冲击而出现。这种冲击可以通过电池组电池的跌落、碰撞或者冲撞而引起。之前所提到的危险情形此外可以由于之前所描述的电池组电池的过量的载荷或者存在于其中的电气故障而出现，所述电气故障例如通过相应的电池组电池的内部中的短路而被引起。根据本专利技术的优选的第三改进方案，所述第三改进方案可以与之前所描述的改进方案和/或其设计方案中的一个或多个进行组合，之前所提到的危险情形可以在之前所描述的电池组电池的安全性测试期间或者在其运行期间出现。根据本专利技术的优选的第四改进方案，所述第四改进方案可以与之前所描述的改进方案和/或其设计方案中的一个或多个进行组合，在安全性测试期间在之前所描述的电池组电池的内部中短路路径通过借助于钉子来贯穿相应的电池组电池来产生。根据本专利技术的优选的第五改进方案，所述第五改进方案可以与之前所描述的改进方案和/或其设计方案中的一个或多个进行组合，电化学部件被构造并且优选地之前所描述的电池组电池被确定大小，使得第二和第三电能量数量分别低于第二能量极限值。替代地或者附加地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组电池（10），所述电池组电池具有两个能够从所述电池组电池（10）之内和/或之外接触的电池组电池端子（11、12）和例如被构造为极组的电化学部件（20），所述电化学部件包括多个电极和至少一个分离器，其中所述至少一个分离器在达到预定义的温度时对于能够在所述电化学部件（20）中产生的离子来说至少部分地变得不可通过，其特征在于，快速放电单元（30），所述快速放电单元能够被接通到所述电池组电池端子（11、12）之间并且具有预定义的电阻值，所述电阻值被选择成，使得在被接通的快速放电单元（30）的情况下所述至少一个分离器在短路路径在电池组电池（10）的内部中缺席的情况下在预定义的第一时间段之内达到预定义的温度和/或在存在所述短路路径的情况下在预定义的第二时间段之内达到预定义的温度，其中所述第一和第二时间段分别在接通所述快速放电单元（30）时开始并且分别在达到预定义的温度时结束。

【技术特征摘要】
2015.11.05 EP 15193294.41.一种电池组电池（10），所述电池组电池具有两个能够从所述电池组电池（10）之内和/或之外接触的电池组电池端子（11、12）和例如被构造为极组的电化学部件（20），所述电化学部件包括多个电极和至少一个分离器，其中所述至少一个分离器在达到预定义的温度时对于能够在所述电化学部件（20）中产生的离子来说至少部分地变得不可通过，其特征在于，快速放电单元（30），所述快速放电单元能够被接通到所述电池组电池端子（11、12）之间并且具有预定义的电阻值，所述电阻值被选择成，使得在被接通的快速放电单元（30）的情况下所述至少一个分离器在短路路径在电池组电池（10）的内部中缺席的情况下在预定义的第一时间段之内达到预定义的温度和/或在存在所述短路路径的情况下在预定义的第二时间段之内达到预定义的温度，其中所述第一和第二时间段分别在接通所述快速放电单元（30）时开始并且分别在达到预定义的温度时结束。2.根据权利要求1所述的电池组电池，其特征在于，预定义的电阻值被选择成，使得在所述短路路径缺席时所述第一电能量数量低于第一能量极限值，所述第一电能量数量由于流过所述快速放电单元（30）的放电电流在可变的第三时间段期间被转化成热量，其中所述第三时间段与所述第一时间段同时开始并且具有如下最大的持续时间，所述持续时间大于或者等于所述第一时间段的持续时间。3.根据权利要求1或2之一所述的电池组电池（10），其特征在于控制单元，所述控制单元被构造用于在预定义的第四时间段期间将所述快速放电单元（30）接通到所述电池组电池端子（11、12）之间，其中所述第四时间段在识别如下危险情形之后立即开始，在所述危险情形中在所述电池组电池（10）的内部中出现或者能够出现所述短路路径或者在所述危险情形中预料到所述电池组电池（10）的即将来临的临界的行为的高的风险，并且在接通所述快速放电单元（30）时结束。4.根据权利要求3所述的电池组电池（10），其特征在于，所述危险情形...

【专利技术属性】
技术研发人员：增田英树，腾又勇太郎，M维尔卡，M弗里德里希，S洛伊特纳，C利贝诺夫，芦田有治，水谷俊介，小西大助，北野真也，
申请(专利权)人：锂能源和电力有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE