帶電流中斷裝置的電化學(xué)儲(chǔ)能單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電化學(xué)儲(chǔ)能單元，其具有電流中斷裝置，該電化學(xué)儲(chǔ)能單元用于中斷至少一個(gè)為使儲(chǔ)能單元工作而設(shè)置的、儲(chǔ)能單元的電接頭。此外，儲(chǔ)能單元具有放電裝置，當(dāng)至少一個(gè)為使儲(chǔ)能單元工作而設(shè)置的、儲(chǔ)能單元的電接頭通過電流中斷裝置中斷時(shí)，放電裝置使得儲(chǔ)能單元能夠完全放電或部分放電。由此，使得存儲(chǔ)單元能夠放電，從而使得儲(chǔ)能單元能夠安全運(yùn)輸和安全存放，同時(shí)還防止可能因過載而受損的儲(chǔ)能單元繼續(xù)工作。
【專利說明】帶電流中斷裝置的電化學(xué)儲(chǔ)能單元
[0001]優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)DE102011015829.4的全部內(nèi)容在此通過引用的方式并入本申請(qǐng)。
[0002]本發(fā)明涉及一種電化學(xué)儲(chǔ)能單元，其具有電流中斷裝置，該電流中斷裝置用于中斷至少一個(gè)為使儲(chǔ)能單元工作而設(shè)置的、儲(chǔ)能單元的電接頭。
[0003]本發(fā)明中所說的電化學(xué)儲(chǔ)能單元被理解為一種將電能以化學(xué)能形式存儲(chǔ)并將其以電流形式輸出的設(shè)備。在這種情況下，所述單元可以是可充電的單元，例如鋰離子單元，也可以是不可充電的單元，例如堿性電池單元。
[0004]所涉及類型的電化學(xué)儲(chǔ)能單元在常見實(shí)施方式中以如下方式構(gòu)成:所述儲(chǔ)能單元具有一個(gè)由構(gòu)成為扁平狀的陽極和陰極所組成的電極排列，其中陽極和陰極相互交替地緊密排列，并且其中每兩個(gè)相鄰電極用同為扁平狀的分隔物隔開。由電極和分隔物組成的排列用電解質(zhì)(尤其是液態(tài)的電解質(zhì))填充，并且由堅(jiān)硬的抑或是柔性的殼體所包圍。
[0005]從儲(chǔ)能單元導(dǎo)出電能和/或?qū)㈦娔軐?dǎo)入儲(chǔ)能單元都要經(jīng)與電極相連接的電導(dǎo)體來進(jìn)行，全部的或一部分的陽極或陰極都捆綁有導(dǎo)體，并且作為兩個(gè)或多個(gè)電接接頭從單元?dú)んw穿出。儲(chǔ)能單元在輸出電能的工作中能夠通過電接頭放電到用電器，或者——如果是可充電的儲(chǔ)能單元——還能夠被充電。此外，儲(chǔ)能單元還能通過這些接頭，例如通過串聯(lián)電路或并聯(lián)電路，與其它儲(chǔ)能單元互連到一起形成電池模塊。
[0006]上一段中提到的儲(chǔ)能單元的電接頭(也可稱為電流導(dǎo)體或極)在本發(fā)明中視為為使儲(chǔ)能單元工作而設(shè)置的、儲(chǔ)能單元電接頭。
[0007]當(dāng)電化學(xué)儲(chǔ)能單元工作時(shí)，在某些情況下(尤其是當(dāng)可充電的儲(chǔ)能單元過度充電時(shí))可能在單元?dú)んw內(nèi)有相當(dāng)強(qiáng)的發(fā)熱作用和/或產(chǎn)生氣體。其后果是最終會(huì)導(dǎo)致過熱，并且在極端的情況會(huì)導(dǎo)致著火或者過壓，并且在極端的情況下會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)能單元發(fā)生爆炸。這兩種情況都表明儲(chǔ)能單元的工作存在極大的安全隱患。
[0008]除了用合適的冷卻設(shè)備將產(chǎn)生的熱量排出或用合適的排氣裝置將產(chǎn)生的氣排出夕卜，在這兩種情況下還有利的是:立即將通過為儲(chǔ)能單元工作而設(shè)置的電接頭進(jìn)行的將電能進(jìn)一步導(dǎo)入或?qū)С鰞?chǔ)能單元這一過程中斷，并由此例如中斷過載。
[0009]所謂的“電流中斷裝置”(CID)就用于此目的，當(dāng)儲(chǔ)能單元發(fā)生過熱或過壓，比如引起過載時(shí)，所述電流中斷裝置就能將為工作而設(shè)置的電接頭中斷，繼而將電流流入或流出儲(chǔ)能單元這一過程中斷。這種CID還可與防止過熱或過壓的設(shè)備耦合，例如與可破裂膜片式的安全閥耦合，即膜破裂的同時(shí)電導(dǎo)體也斷裂。此外，CID也可通過機(jī)電的、電氣的或電子的元器件(例如場效應(yīng)管(MOSFET))亦或其它晶體管、保險(xiǎn)絲、開關(guān)或繼電器來實(shí)現(xiàn)。
[0010]在下文中，所述類型的設(shè)備就稱為電流中斷裝置。
[0011]傳統(tǒng)的CID在使用時(shí)存在這樣的問題:即其通常是不可逆的，也就是說其只能觸發(fā)一次，其中通過CID的觸發(fā)就不可挽回地喪失了再將電能導(dǎo)入或?qū)С鰞?chǔ)能單元的能力。
[0012]主要由于這個(gè)原因，導(dǎo)致問題產(chǎn)生，因?yàn)楫?dāng)CID被觸發(fā)時(shí)，儲(chǔ)能單元通常充滿了電并因此包含大量的能量。同時(shí)，儲(chǔ)能單元甚至可能會(huì)因過載以及與過載相關(guān)的熱量/氣體的生成而受到損害。特別地，當(dāng)儲(chǔ)能單元內(nèi)部產(chǎn)生所謂的“熱點(diǎn)”(發(fā)熱作用特別高的地方)或發(fā)生短路時(shí)，不僅會(huì)有危險(xiǎn)，此外還可能對(duì)儲(chǔ)能單元的處理造成影響，這是因?yàn)橛形ｋU(xiǎn)的和/受損的儲(chǔ)能單元不可以被運(yùn)輸或隨意存放。
[0013]在不可逆地觸發(fā)CID之后，就不能再以可控制地放電的形式從儲(chǔ)能單元內(nèi)將其所存儲(chǔ)的能量導(dǎo)出，使得其不能夠?qū)⑺鑫ｋU(xiǎn)消除。
[0014]在另一方面，還已知的是要設(shè)計(jì)一種可逆的CID，這主要是考慮到在CID觸發(fā)后，在一般工作時(shí)仍要能夠使用儲(chǔ)能單元。
[0015]因此，例如在US2007/0275298A1中就描述了這樣一種電化學(xué)單元，其具有可通過受熱變形的材料所制成的封閉板和降壓閥，其中在單元過熱時(shí)，封閉板能同時(shí)開啟降壓閥并中斷單元的電路。當(dāng)單元溫度恢復(fù)到正常值時(shí)，封閉板又返回其初始形狀并恢復(fù)被中斷的電路。
[0016]此外，US5，998，051建議一種——最好是不可逆的，但也可以是可逆的——CID，其
特別了使用記憶金屬或者雙金屬。
[0017]對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的兩種解決方案而言，均存在這樣的問題:即CID觸發(fā)之后，儲(chǔ)能單元雖然仍能夠放電，但同時(shí)可能會(huì)因過載而受到損害，并且盡管仍能夠繼續(xù)工作，但會(huì)造成安全隱患。
[0018]此外，在這兩種解決方案中，通過降低儲(chǔ)能單元內(nèi)的溫度或壓力，可使CID復(fù)位并由此解除電流中斷，并因此，CID的復(fù)位和電流中斷的解除只會(huì)有條件地受到操作人員(例如維修人員或緊急情況時(shí)的救援人員)的影響。這會(huì)導(dǎo)致事故中的電動(dòng)交通工具的蓄電池的放電不足以快得能夠開展乘客的營救或交通工具的修復(fù)。
[0019]本發(fā)明旨在提高具有電流中斷裝置的電化學(xué)儲(chǔ)能單元在工作時(shí)以及進(jìn)行處理時(shí)的安全性。
[0020]根據(jù)權(quán)利要求1所述儲(chǔ)能單元可實(shí)現(xiàn)此目的。從屬權(quán)利要求中還描述了本發(fā)明有利的改進(jìn)方案。
[0021]根據(jù)發(fā)明的儲(chǔ)能單元具有放電裝置，當(dāng)通過電流中斷裝置將至少一個(gè)為使儲(chǔ)能單元工作而設(shè)置的電接頭中斷時(shí)，所述放電裝置能將儲(chǔ)能單元完全放電或部分放電。
[0022]因此，事先充足電的儲(chǔ)能單元最好放電至其最大容量的大約40-75%，因?yàn)檫@種電量狀態(tài)就夠在較短時(shí)間內(nèi)使儲(chǔ)能單元達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)并由此使得能夠進(jìn)行安全的運(yùn)輸和安全的存放。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的電流中斷裝置在解除為使儲(chǔ)能單元工作而設(shè)置的電接頭的中斷并由此使得儲(chǔ)能單元能夠(有潛在危險(xiǎn)地)繼續(xù)工作這一角度來看是不可逆的。根據(jù)本發(fā)明的放電裝置僅提供了一種在非工作狀態(tài)下將儲(chǔ)能單元完全放電或部分放電的可能性。當(dāng)儲(chǔ)能單元從由它所驅(qū)動(dòng)的設(shè)備(如電動(dòng)交通工具)中移除時(shí)，才優(yōu)選地通過放電裝置來放電。
[0024]放電裝置最好是由操作人員來啟動(dòng)，從而觸發(fā)放電。放電的時(shí)間可隨意選擇；特別是操作人員不必等到如單元內(nèi)的壓力或溫度降到特定值以下時(shí)才啟動(dòng)放電。
[0025]放電裝置能夠被完全安裝在儲(chǔ)能單元的殼體內(nèi)，或者也可至少部分地安裝在儲(chǔ)能單元的殼體外。
[0026]作為上面所提情況的示例，本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中的放電裝置具有至少一個(gè)可從儲(chǔ)能單元外部接觸到的安全接觸部，該安全接觸部不同于為使儲(chǔ)能單元工作而設(shè)置的儲(chǔ)能單元的電接頭。
[0027]然后，優(yōu)選地能夠通過將該安全接觸部連接到另一安全接觸部或者連接到電池的電接頭來對(duì)儲(chǔ)能單元進(jìn)行完全放電或部分放電，這例如是通過使用電導(dǎo)體或使用在儲(chǔ)能單元?dú)んw以外合適的放電電路來橋接兩個(gè)安全接觸部或接頭的方法來實(shí)現(xiàn)的。在這種情況下，可以方便地將安全接觸部和在儲(chǔ)能單元內(nèi)部的電流導(dǎo)體連接起來。
[0028]同時(shí)，由于接觸部(安全接觸部或電接頭)不同，則為了避免無意地或失誤地操作儲(chǔ)能單元，所述接觸部最好是另外配備不兼容的不同插頭和/或通過不同的外觀(如不同的形狀或顏色)來標(biāo)識(shí)。
[0029]如果電流中斷裝置由電子元件來實(shí)現(xiàn)的話，則該電流中斷裝置也能夠?yàn)橹辽僖粋€(gè)安全接觸部提供特殊的接頭，則在這個(gè)接頭處可連接電池內(nèi)部的安全接觸部。此外，通過電流中斷裝置內(nèi)相應(yīng)的電路布置能夠確保例如只有在觸發(fā)電流中斷裝置后，而不是在此之前，也就是說不是在儲(chǔ)能單元正常工作期間，能夠通過安全接觸部對(duì)儲(chǔ)能單元放電。因此在正常工作時(shí)，不存在經(jīng)由安全接觸部的無意放電的情況，由此進(jìn)一步提高工作的安全性。
[0030]在本發(fā)明的另一特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，能夠通過安全接觸部測量儲(chǔ)能單元的至少一個(gè)工作參數(shù)。這里所說的工作參數(shù)應(yīng)該被理解為表示了物理瞬時(shí)值，特別是電壓(例如靜止電壓)、電流或溫度的儲(chǔ)能單元參數(shù)。這種測量被用于監(jiān)控和診斷儲(chǔ)能單元的工作情況及其功能。
[0031]這里使用的安全接觸部能夠用來——甚至可能同時(shí)一一對(duì)儲(chǔ)能單元進(jìn)行放電，或者也能夠只為了測量工作參數(shù)而設(shè)置。
[0032]能夠通過外部傳感器(如電流傳感器)或測量儀器，或者也能夠通過集成到儲(chǔ)能單元中的傳感器或測量儀器來實(shí)現(xiàn)對(duì)至少一個(gè)工作參數(shù)的測量。在后面這種情況中，安全接觸部最好本身不提供定義了工作參數(shù)的物理變量，而是要用(例如數(shù)字)被編碼的形式描述工作參數(shù)。然后，再借助適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)傳輸協(xié)議能夠由外部數(shù)據(jù)處理設(shè)備來查詢?cè)摴ぷ鲄?shù)。
[0033]在本發(fā)明的另一特別優(yōu)選實(shí)施方式中，通過至少測量一個(gè)工作參數(shù)能夠確定儲(chǔ)能單元的至少一個(gè)狀態(tài)參數(shù)。狀態(tài)參數(shù)可以被理解為描述了儲(chǔ)能單元的狀態(tài)并且有可能只可間接地(例如從至少一個(gè)工作參數(shù)中)推導(dǎo)出來的物理量，特別是充電狀態(tài)、最大容量或內(nèi)部電阻。為此，所測出的一個(gè)或多個(gè)工作參數(shù)通過(通常已知)計(jì)算規(guī)則和/或算法以合適的方式來進(jìn)行處理和/或關(guān)聯(lián)，以便確定至少一個(gè)狀態(tài)參數(shù)。
[0034]由所測出的一個(gè)或多個(gè)工作參數(shù)來確定至少一個(gè)狀態(tài)參數(shù)優(yōu)選地通過外部數(shù)據(jù)處理設(shè)備，例如微處理器控制的測量儀器或計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。
[0035]上述類型的狀態(tài)參數(shù)能夠給操作人員提供關(guān)于對(duì)儲(chǔ)能單元進(jìn)行后續(xù)處理(例如運(yùn)輸、存放或回收)的重要信息。
[0036]不僅工作參數(shù)的測量而且狀態(tài)參數(shù)的確定都能夠通過使用儲(chǔ)能單元供電的設(shè)備，例如電動(dòng)交通工具，或通過固定裝入其部件中的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。這種固定裝入的裝置例如能夠安裝在電池模塊中，其中儲(chǔ)能單元與其它儲(chǔ)能單元集成在一起。
[0037]不言而喻地，在儲(chǔ)能單元工作時(shí)，已經(jīng)能夠進(jìn)行工作參數(shù)的測量或狀態(tài)參數(shù)的確定，也就是說，其不依賴于電流中斷裝置的觸發(fā)。借助于儲(chǔ)能單元的工作參數(shù)和/或狀態(tài)參數(shù)能夠例如對(duì)電池管理系統(tǒng)進(jìn)行操作。
[0038]在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式中，通過測量至少一個(gè)工作參數(shù)和/或確定至少一個(gè)狀態(tài)參數(shù)可以檢查儲(chǔ)能單元的至少一個(gè)工作參數(shù)或狀態(tài)參數(shù)是否在預(yù)定的參數(shù)范圍內(nèi)。例如檢查是否符合容許的存放溫度或是否符合運(yùn)輸所許可的靜止電壓。[0039]在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述預(yù)定的參數(shù)范圍在實(shí)踐中能夠取決于儲(chǔ)能單元的類型(例如通過制造商、型號(hào)和批號(hào)來限定)。這使得有可能分別檢查出每種類型的儲(chǔ)能單元是否符合其對(duì)應(yīng)的參數(shù)范圍。
[0040]為了這個(gè)目的，在本發(fā)明的另一優(yōu)選的實(shí)施形式中，儲(chǔ)能單元的類型可通過至少一個(gè)測定的工作參數(shù)和/或至少一個(gè)確定的狀態(tài)參數(shù)得出，這例如是通過將外部測量儀內(nèi)所存的表格與用于本申請(qǐng)的儲(chǔ)能單元的類型進(jìn)行比較實(shí)現(xiàn)的。
[0041]這里，能夠?qū)?chǔ)能單元的最大容量作為區(qū)分準(zhǔn)則，其中為每種類型所用的區(qū)分準(zhǔn)則的可能范圍不應(yīng)重疊，甚至相互間要有較大的間隔，以確保當(dāng)前的儲(chǔ)能單元明顯屬于已知類型中的某一類型。
[0042]在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，儲(chǔ)能單元具有數(shù)據(jù)傳輸裝置，其用于傳輸其中含有被編碼的形式的儲(chǔ)能單元的類型的數(shù)據(jù)。通過這些數(shù)據(jù)能夠得出儲(chǔ)能單元的類型?？赏ㄟ^安全接觸部，最好以數(shù)字形式來實(shí)現(xiàn)傳輸被編碼的儲(chǔ)能單元的類型，這與前面描述的被編碼的參數(shù)值的傳輸類似。
[0043]在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述數(shù)據(jù)傳輸裝置使用射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)。為此，儲(chǔ)能單元有所謂的RFID標(biāo)簽，儲(chǔ)能單元的類型以被編碼的形式存儲(chǔ)在該RFID標(biāo)簽中。通過外部的RFID讀取裝置能夠無線地激活和/或讀取RFID標(biāo)簽。通過使用已久的RFID技術(shù)保證了可靠且快速地傳輸和識(shí)別儲(chǔ)能單元的類型。
[0044]在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，放電裝置具有至少一個(gè)在儲(chǔ)能單元內(nèi)部的安全接觸部。這種布置所具有的優(yōu)點(diǎn)在于，對(duì)于該安全接觸部而言不需要其他穿過儲(chǔ)能單元?dú)んw的通孔，由此能夠克服與之相關(guān)的可能的密封和/或腐蝕問題。
[0045]在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，借助于在儲(chǔ)能單元內(nèi)的至少一個(gè)安全接觸部能夠從儲(chǔ)能單元外部觸發(fā)該儲(chǔ)能單元的完全放電或部分放電。其發(fā)生過程最好是通過:將該安全接觸部與另一個(gè)安全接觸部、導(dǎo)體或在儲(chǔ)能單元內(nèi)的其他部件導(dǎo)電連接，并由此觸發(fā)放電。
[0046]在放電時(shí)釋放的能量最好轉(zhuǎn)換為熱，其通過儲(chǔ)能單元的殼體借助于以任何方式存在的冷卻設(shè)備被導(dǎo)走。由于儲(chǔ)能單元的放電一般是在電流中斷裝置觸發(fā)之后將儲(chǔ)能單元移除狀態(tài)下進(jìn)行的，因此儲(chǔ)能單元也能夠和其它更高效的冷卻設(shè)備耦合。
[0047]然而還可設(shè)想的是，在放電時(shí)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換成不同于熱能的別的能量形式的能量——例如高能微波輻射，或通過感應(yīng)轉(zhuǎn)換成隨時(shí)間變化的磁場——并將其以這種形式導(dǎo)出儲(chǔ)能單元?dú)んw。
[0048]在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，借助于在儲(chǔ)能單元內(nèi)的至少一個(gè)安全接觸部，通過從儲(chǔ)能單元外部向儲(chǔ)能單元的一處或多處施加的壓力來實(shí)現(xiàn)觸發(fā)放電。
[0049]為此，能夠使用工具，如特殊的鉗子，通過使用該工具最好能夠向儲(chǔ)能單元的殼體上被精確定義了形狀的區(qū)域施加被精確定義了強(qiáng)度的壓力。以這種方式避免了例如在運(yùn)輸或安裝時(shí)由于儲(chǔ)能單元操作不當(dāng)導(dǎo)致的無意觸發(fā)放電。
[0050]如若儲(chǔ)能單元具有柔性的外套(例如所謂的袋狀單元或咖啡袋狀單元)，則該實(shí)施方案可特別簡單地實(shí)現(xiàn)。相反，如果儲(chǔ)能單元具有剛性的外套，那么在殼體的特定部位設(shè)有通孔，其使用柔性的材料再次密封，以便從外部在其上施加壓力來觸發(fā)放電。
[0051]此外還可設(shè)想的是，用其它方式來觸發(fā)放電，例如通過儲(chǔ)能單元的特定活動(dòng)(比如在一定程度上彎曲、拉伸、壓縮或扭轉(zhuǎn))以及通過非機(jī)械方式(比如通過無線電波、聲波或感應(yīng)所傳輸?shù)奶厥庑盘?hào))來觸發(fā)放電。
[0052]在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，放電裝置具有用來防止在放電期間發(fā)生短路的器件，特別是至少一個(gè)電阻器。通過這些器件，也能夠?qū)⒎懦龅哪芰哭D(zhuǎn)換成別的能量形式(比如熱能)以便將其導(dǎo)走。
[0053]特別地，如果從外部向儲(chǔ)能單元內(nèi)部的安全接觸部施加壓力來觸發(fā)放電的話，那么還可在儲(chǔ)能單元內(nèi)置入防止電極/隔板布置受該壓力影響的器件，例如在這些布置周圍進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)化，以便防止儲(chǔ)能單元內(nèi)部發(fā)生短路。
[0054]根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)能單元的可能實(shí)施方案在下面部分的示意圖中進(jìn)行描述。其中:
[0055]圖1示出了具有可從外部接觸到的安全接觸部的、根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)能單元。
[0056]圖2示出了具有在內(nèi)部的安全接觸部的、根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)能單元。
[0057]圖1示出了所謂的袋狀單元I。該袋狀單元I是一種扁平的矩形充電電池單元(例如鋰離子單元)，其具有交替層疊的并且被焊入由金屬-塑料-復(fù)合材料構(gòu)成的柔性外套2中的電極片和分隔物片。
[0058]單元工作時(shí)，通過負(fù)極3和正極4進(jìn)行充電和放電，所述負(fù)極3和正極4作為薄金屬箔在單元I端面處伸出外套2。
[0059]袋狀單元I用于和多個(gè)其它的相同類型的單元以及其它的設(shè)備(比如冷卻系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、和用于機(jī)械保護(hù)單元的牢固的殼體)共同組成電池模塊。在這種情況下，將多個(gè)單元串聯(lián)成單元串以使單元電壓倍增，此外還并聯(lián)幾個(gè)這樣的單元串來提高電池的功率。
[0060]袋狀單元I在其內(nèi)部包括有電流中斷裝置(CID)(未顯示)，其在單元I過載時(shí)中斷在電極排列與電極3、4之間的連接。
[0061]此外，在袋狀單元I的長側(cè)邊處，安全接觸部5、6也以薄金屬箔的形式穿出外套
2。當(dāng)然，安全接觸部5、6也有可能以其它形式排列，例如在單元的另一個(gè)側(cè)邊處或在多個(gè)不同的側(cè)邊處。
[0062]如果觸發(fā)了 CID并因此不能夠再有電流流過電極3、4時(shí)，單元I仍能夠通過安全接觸部5、6進(jìn)行放電。在這種情況下被釋放出的電能能夠通過電阻器轉(zhuǎn)換為熱，并通過在電池模塊內(nèi)存在的冷卻系統(tǒng)將熱導(dǎo)走。還有一種方法是在放電前將單元I從電池模塊中移除。
[0063]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的袋狀單元I的另一實(shí)施例，該袋狀單元I具有在單元內(nèi)部的安全接觸部(未顯示)。在這種情形下，放電是通過在外套2中兩個(gè)圓形區(qū)域7、8同時(shí)施加壓力來觸發(fā)的。每個(gè)區(qū)域7、8以下都有以電開關(guān)形式的、位于單元內(nèi)部的安全接觸部，所述電開關(guān)通過按壓相應(yīng)的區(qū)域7、8來將其接通。相比于其他區(qū)域，外套2在區(qū)域7、8中被實(shí)現(xiàn)為更薄一些并由此靈敏度更高一些，以便將施加在其上的壓力有針對(duì)性地傳遞到位于其下方的安全接觸部。這兩個(gè)安全接觸部串聯(lián)連接，由此僅同時(shí)按壓兩個(gè)安全接觸部可接通單元內(nèi)部的電路，該電路致使單元I放電。
[0064]兩個(gè)區(qū)域7、8最好是較小，從而使得在手動(dòng)操作單元I時(shí)不會(huì)用手指意外觸發(fā)位于這兩個(gè)區(qū)域7、8下方的安全接觸部。相反，要用兩個(gè)薄的銷釘或用特殊的鉗子同時(shí)在區(qū)域7、8上施壓來觸發(fā)安全接觸部。
[0065]由于在裝配好的電池模塊中，以節(jié)省空間的方式將單個(gè)單元I平面地并且彼此緊鄰地排列，因此在根據(jù)圖2的實(shí)施例中僅僅機(jī)械地排除了在單元I處于安裝好的狀態(tài)時(shí)該單元I通過安全接觸部放電的情況。這是有利的，因?yàn)槿绻姵啬K自身的冷卻系統(tǒng)過載，當(dāng)單元具有高能量密度時(shí)電池模塊內(nèi)的放電會(huì)引起導(dǎo)熱問題。
[0066]參考標(biāo)記列表
[0067]I 袋狀單元
[0068]2 外套
[0069]3 負(fù)極
[0070]4 正極
[0071]5、6安全接觸部
[0072]7、8外套中的圓形區(qū)域
【權(quán)利要求】
1.一種電化學(xué)儲(chǔ)能單元，其具有用于中斷至少一個(gè)為使儲(chǔ)能單元工作而設(shè)置的、所述儲(chǔ)能單元的電接頭的電流中斷裝置，其特征在于，所述儲(chǔ)能單元具有放電裝置，當(dāng)至少一個(gè)為使所述儲(chǔ)能單元工作而設(shè)置的、所述儲(chǔ)能單元的電接頭通過所述電流中斷裝置中斷時(shí)，所述放電裝置使得所述儲(chǔ)能單元能夠完全放電或部分放電。
2.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)儲(chǔ)能單元，其特征在于，所述放電裝置具有至少一個(gè)能夠從所述儲(chǔ)能單元外部接觸到的安全接觸部，所述安全接觸部不同于為使所述儲(chǔ)能單元工作而設(shè)置的、所述儲(chǔ)能單元的電接頭。
3.如權(quán)利要求2所述的電化學(xué)儲(chǔ)能單元，其特征在于，所述儲(chǔ)能單元能夠通過所述安全接觸部被完全放電或部分放電。
4.如權(quán)利要求2或3所述的電化學(xué)儲(chǔ)能單元，其特征在于，通過所述安全接觸部能夠測量所述儲(chǔ)能單元的至少一個(gè)工作參數(shù)，特別是電壓、靜止電壓、電流或溫度。
5.如權(quán)利要求4所述的電化學(xué)儲(chǔ)能單元，其特征在于，通過測量所述至少一個(gè)工作參數(shù)能夠確定所述儲(chǔ)能單元的至少一個(gè)狀態(tài)參數(shù)，特別是充電狀態(tài)、最大容量或內(nèi)部電阻。
6.如權(quán)利要求4或5所述的電化學(xué)儲(chǔ)能單元，其特征在于，通過測量所述至少一個(gè)工作參數(shù)和/或確定所述至少一個(gè)狀態(tài)參數(shù)能夠檢查所述儲(chǔ)能單元的至少一個(gè)工作參數(shù)或狀態(tài)參數(shù)是否在預(yù)先給定的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的電化學(xué)儲(chǔ)能單元，其特征在于，為所述至少一個(gè)工作參數(shù)或狀態(tài)參數(shù)預(yù)先給定的范圍與所述儲(chǔ)能單元的類型有關(guān)。
8.如權(quán)利要求7所述的電化學(xué)儲(chǔ)能單元，其特征在于，所述儲(chǔ)能單元的類型能夠通過至少一個(gè)被測定的工作參數(shù)和/或至少一個(gè)被確定的狀態(tài)參數(shù)得出。
9.如權(quán)利要求7或8所述的電化學(xué)儲(chǔ)能單元，其特征在于，所述儲(chǔ)能單元具有數(shù)據(jù)傳輸裝置，所述數(shù)據(jù)傳輸裝置用于傳輸其中含有被編碼的形式的儲(chǔ)能單元的類型的數(shù)據(jù)，并且通過所述數(shù)據(jù)能夠得出所述儲(chǔ)能單元的類型。
10.如權(quán)利要求9所述的電化學(xué)儲(chǔ)能單元，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸裝置使用RFID技術(shù)。
11.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電化學(xué)儲(chǔ)能單元，其特征在于，所述放電裝置具有至少一個(gè)在儲(chǔ)能單元內(nèi)部的安全接觸部。
12.如權(quán)利要求11所述的電化學(xué)儲(chǔ)能單元，其特征在于，借助于在所述儲(chǔ)能單元內(nèi)的所述至少一個(gè)安全接觸部能夠從所述儲(chǔ)能單元外部觸發(fā)所述儲(chǔ)能單元的完全放電或局部放電。
13.如權(quán)利要求12所述的電化學(xué)儲(chǔ)能單元，其特征在于，借助于在所述儲(chǔ)能單元內(nèi)的所述至少一個(gè)安全接觸部通過從所述儲(chǔ)能單元外部向所述儲(chǔ)能單元的一處或多處施壓來實(shí)現(xiàn)觸發(fā)放電。
14.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電化學(xué)儲(chǔ)能單元，其特征在于，所述放電裝置具有用于防止在放電期間發(fā)生短路的器件，特別是至少一個(gè)電阻器。
【文檔編號(hào)】H01M10/44GK103443967SQ201280016258
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月1日
【發(fā)明者】蒂姆·謝弗 申請(qǐng)人:鋰電池科技有限公司