电池设备和用于抵抗电池火灾的方法以及机动车技术

一种用于抵抗电池火灾的用于机动车(1)的电池设备(10)。电池设备(10)包括具有至少一个电芯(12)的电池(11)，电芯布置在电池壳体(13)中。充电装置(20)设计为，在连接到机动车外部的能量供给系统(40)上的状态中将电能提供给至少一个电芯(12)。还设有用于探测电池(11)的预设的发热状态(Z)的探测装置(30)，发热状态表明发生或至少将要发生电池火灾。为了抵抗火灾，充电装置(20)还包括灭火剂输入单元(23)。灭火剂输入单元(23)设计为，在连接到机动车外部的灭火剂储备装置(50)上的状态中并在出现预设的发热状态(Z)时，提供预设的灭火剂以用于输入电池壳体(13)中。由此能淹没电池壳体并扑灭电池火灾。扑灭电池火灾。扑灭电池火灾。

【技术实现步骤摘要】
电池设备和用于抵抗电池火灾的方法以及机动车


[0001]本专利技术涉及一种用于抵抗电池火灾的用于机动车的电池设备。在此，电池设备包括具有至少一个电芯的电池，电芯布置在电池壳体中。此外，电池设备包括充电装置，该充电装置设计为用于，在连接到机动车外部的能量供给系统上的状态中将电能提供给至少一个电芯。此外，电池设备包括用于探测电池的预设的发热状态的探测装置，该发热状态表明发生或者至少将要发生电池火灾。本专利技术还涉及一种具有相应的电池设备的机动车以及一种用于抵抗电池火灾的方法。

技术介绍

[0002]在机动车中，电池可以用于不同功能或目的。例如，电池可以用作用于机动车的起动机电池或低压电池(<30V的直流额定电压)。此外，电池可以用作用于供给车载电源和/或用于电运行机动车的电驱动装置的驱动电池或高压电池(>30V的直流额定电压)。具有相应的驱动电池的机动车作为电池电动车辆或电动车辆或混合动力车辆已知。
[0003]为了提供期望的电功率或能量，电池使用至少一个、也就是说一个或多个电芯。在需要时，可以将多个电芯以合适的方式相互电连接。“电芯”在此指的是伽伐尼电池、即电化学的蓄能器。对于电芯的电化学部、即用于电化学的能量转换的活性材料，已知不同的技术。例如存在基于锂离子技术或磷酸铁锂技术的电芯。
[0004]在机动车中，作为电池通常使用蓄电池或二次电池。也就是说，电池或其(多个)电芯可被再次充电。由此能以可逆的方式进行活性材料的电化学反应。为了(再次)充电，可以借助于充电装置将电池连接到外部的能量供给系统上。在此，通过充电装置可以将电能从用于充电的能量供给系统提供给或传输给电池的相应的电芯。
[0005]在电池的常规运行时，即例如在充电或放电或静止状态中，在一定的条件下可能发生电池火灾。例如当电池具有损坏和/或发生短路和/或电芯的电化学部受损时，可能出现这种条件。为了探测电池火灾或探测至少将要发生电池火灾，例如可以使用探测装置。该探测装置可以检查，电池是否出现与发生或将要发生电池火灾相关联的、预设的发热状态。
[0006]对于突发火灾的情况，可以提出的要求是，在一定的时间内，即，例如在突发火灾之后的5分钟之内，不允许在电池、即电池壳体之外出现火焰。也就是说，应该抵抗或至少遏制电池火灾，例如直至能够通过消防员实现扑灭过程。由此，可以避免对人员或周围车辆或基础设施的损害。为了抵抗电池火灾，从现有技术中已知不同的方案。
[0007]CN 11 204 395 A公开了一种用于锂离子电池的探测和灭火的灭火机构。为此，使用灭火器，该灭火器在发生火灾的情况下可以通过相应的输入管路将灭火剂提供到驱动电池的每个单个电芯处。
[0008]WO 2020/214850 A1公开了一种用于冷却电芯的方法。在此，借助于微喷嘴雾化冷却液，从而产生液态的气溶胶颗粒。气溶胶颗粒被提供到电芯处。
[0009]JP 2014
‑
090782 A公开了一种电池模块，该电池模块在壳体中包括多个钠硫电芯。灭火设备通过输入管路连接到壳体处。在探测到壳体中着火时，在灭火设备的灭火体中
的固体灭火剂燃烧，从而产生气溶胶。气溶胶通过输入管路被提供到壳体中的电芯处。
[0010]由此，在现有技术中使用电池或机动车内部的设备来抵抗电池火灾。由此，为了在机动车中节省空间和重量，仅有限的灭火剂体积可用于抵抗火灾。由此，也限制了灭火能力和/或灭火剂的抑制时间。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是，提供一种用于抵抗电池设备的电池火灾的有效方案。
[0012]该目的通过独立权利要求所述的对象实现。通过从属权利要求、说明书以及附图公开了本专利技术的有利的设计方案。
[0013]为了实现有效地抵抗火灾，为开头所述的电池设备的充电装置补充灭火剂输入单元。灭火剂输入单元设计为用于，在连接到机动车外部的灭火剂储备装置上的状态中并且在出现预设的发热状态时，提供预设的灭火剂以用于输入电池壳体中。也就是说，借助于充电装置不仅可以提供并输入用于供给相应的电芯的电能，而且在出现预设的发热状态时可以提供并输入灭火剂。由此，可以在充电装置中实现组合的灭火剂输入装置以用于在发生电池火灾的情况下直接灭火。
[0014]通过将灭火剂输入与充电装置组合，得到的优点是，机动车的用户会记得例如在给车辆充电时联接机动车外部的灭火剂储备装置。因此可以确保，在发生电池火灾的情况下，可以直接动用灭火剂储备装置。通过未使用车辆内部的系统、而是使用机动车外部的系统来提供灭火剂，此外得到的优点是，基本上不需要限制灭火剂体积以用于在机动车中节省空间和重量。由此，基本上可提供任意程度的灭火能力来抵抗火灾。由此，例如可以特别简单地避免火灾引起的人伤。此外可以防止，燃烧的机动车损坏邻近的车辆或基础设施或建筑物。因此，刚好对于消防员难以进入的区域，例如地下停车场、运输船、火车或飞机，可以实现快速且有效地抵抗火灾。相应的机动车的车主也不需要担心由于电池火灾的潜在风险带来的高保险等级。
[0015]为了相应的电芯的电能供给，充电装置例如可以包括充电连接部和电的引导元件、例如引导缆线。引导元件例如可以被铺设或安装在相应的电芯与充电连接部之间。优选地，充电装置可以设计为用于双向的电能供给。由此，电池借助于充电装置不仅可以被充电而且也可以被放电。为了控制相应的充电和/或放电过程，充电装置例如可以具有充电电子装置。充电电子装置例如可以实现在机动车的电池管理系统或中央车载计算机中。为了提供电能，机动车外部的能量供给系统例如可以设计为充电基础设施或充电桩或家用电源连接装置、例如所谓的墙盒。
[0016]为了将灭火剂输入电池壳体中，灭火剂输入单元例如可以具有灭火剂输入连接部和流体的引导元件、例如管子或软管。为了进行流体连接，该引导元件可以被铺设或安装在电池壳体与充电连接部之间。作为灭火剂，例如可以使用水或具有扑灭电池火灾的能力的任意预设的灭火剂。用于提供灭火剂的灭火剂储备装置例如可以借助于生活用水连接装置或城市用水连接装置提供。附加地或替代地，灭火剂储备装置例如可以设计为水箱。由此，例如可以通过机动车外部的建筑设施或交通技术设施提供灭火剂储备装置。
[0017]例如，在相应的电芯的热穿透(热失控)时，可能出现预设的发热状态。热穿透——也称为热跑脱——表示这样的状态，即，在该状态中，电芯的活性材料在确定的条件下进行
连续不断的放热的化学反应。此时，根据技术，电芯在最短的时间之内以热能的形式释放其储存的电化学能量的大部分。例如，在电芯过热时出现这种热失控。也就是说，当电芯超过预设的温度限值时，出现这种热失控。在基于锂离子技术的电芯中，反应温度例如在约85摄氏度。此时，锂离子电芯可以在约1毫秒之内释放所储存的能量的直至60％。
[0018]本专利技术也包括得到附加优点的实施方式。
[0019]根据一实施方式，为了与机动车外部的能量供给系统联接，充电装置包括充电连接部。此外，为了与机动车外部的灭火剂储备装置联接，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于抵抗电池火灾的用于机动车(1)的电池设备(10)，所述电池设备包括：电池(11)，该电池具有至少一个电芯(12)，所述至少一个电芯布置在电池壳体(13)中，充电装置(20)，该充电装置设计为用于，在连接到机动车外部的能量供给系统(40)上的状态中将电能提供给至少一个电芯(12)，以及探测装置(30)，该探测装置用于探测电池(11)的预设的发热状态(Z)，所述发热状态表明发生或者至少将要发生电池火灾，其特征在于，充电装置(20)包括灭火剂输入单元(23)，其中，灭火剂输入单元(23)设计为用于，在连接到机动车外部的灭火剂储备装置(50)上的状态中并且在出现预设的发热状态(Z)时，提供预设的灭火剂以用于输入电池壳体(13)中。2.根据权利要求1所述的电池设备(10)，其中，为了与机动车外部的能量供给系统(40)联接，充电装置(20)包括充电连接部(22a)，并且为了与机动车外部的灭火剂储备装置(50)联接，灭火剂输入单元(23)包括灭火剂输入连接部(23a)，其中，充电连接部(22a)和灭火剂输入连接部(23a)形成充电装置(20)的一个公共的连接元件(21)。3.根据前述权利要求中任一项所述的电池设备(10)，其中，充电装置(20)具有封闭元件，该封闭元件具有用于允许和/或阻止动用充电装置(20)的锁定机构。4.根据前述权利要求中任一项所述的电池设备(10)，其中，灭火剂输入单元(23)包括阀元件(24)，该阀元件设计为用于，根据对预设的发热状态(Z)的探测来调节所提供的灭火剂的质量流。5.根据前述权利要求中任一项所述的电池设备(10)，其中，探测装置(30)为探测预设的发热状态(Z)而包括至少一个温度传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：