[发明专利]电化学蓄电池和具有电化学蓄电池的交通工具

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1前序部分特征的电化学蓄电池。本发明还涉及一种具有电化学蓄电池的交通工具。

背景技术

强力的、在原电池单元中具有高能量密度的蓄电池特别被用在混合动力交通工具(例如具有蓄电池和燃料电池单元的交通工具)中和用在电动交通工具中。

高能量密度导致高的放热。为了保持并且在宽的运行窗(该运行窗例如通过外界温度给出)中确保蓄电池的功率能力，必须有效冷却蓄电池。

蓄电池有效的并且成本有利的冷却通过空气冷却达到。为了空气冷却，在蓄电池中在各个电池单元之间设有冷却空气通道，冷却空气借助风扇通过这些冷却通道导向。

已知供蓄电池的冷却使用的冷却空气从空调乘客室中取出。特别是在年平均温度高的国家中使用外部空气是无效益的。此外在使用外部空气时需要过滤系统，以便在冷却空气通过蓄电池之前使冷却空气除去杂质(例如沙)。由此提高了冷却系统的成本。

强力的、具有高能量密度的蓄电池除了有效的冷却之外还需要用于保护蓄电池防止电池单元中气体过压的安全系统。电池单元中气体过压可以导致电池单元内部突然反应并且导致电池单元点燃。由此可能危害人员和环境。

作为防护电池单元中气体过压的安全系统，例如在电池单元壁中集成破裂口(预定断裂位置)。这些预定断裂位置可以在与电池单元中的气体过压相联系的破坏事件(例如短路，过载，误操作)时防止电池单元爆炸。这些电池单元在确定的条件下(在一定的电池单元内部气体压力下)打开，此时，在电池单元内部产生的气体过压消除。通过打开的预定断裂位置泄漏的气体在此通过冷却空气通道离开蓄电池。从电池单元中出来的气体对健康是有害的。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种高性能并且安全的电化学蓄电池，该蓄电池能够尤其适合用在混合动力交通工具和电动交通工具中。此外本发明的任务是，提供一种具有强功率并且对于使用者安全的电化学蓄电池的交通工具。

该任务通过具有权利要求1的特征的电化学蓄电池(下面简称为蓄电池)以及通过具有要求9的特征的交通工具实现。

本发明的蓄电池避免这样的危险：从电池单元出来的气体通过冷却空气室到达乘客室中并且对那里停留的人员产生危险，其方式在于，冷却空气室和排气室相互气密地分开构造并且冷却空气室和排气室相互独立地从壳体导出。

通过给结构设计可排除，气体从电池单元到达冷却循环中并从那里到达乘客室中。

通过冷却系统和排气系统的严格空间分开避免在已知的空气冷却的蓄电池上必要的、费用高的阀机构或者活门机构，冷却系统通过这些机构与乘客室分开。此外，通过省去阀机构或者活门机构提高了空气冷却的效率，因为通过阀机构或者活门机构冷却空气对产生了阻力。此外，本发明的蓄电池避免了相对于排气系统独立的、具有自己的热交换器的冷却系统，这些热交换器将冷却空气的温度调节到要求的输入温度。由于这种独立的冷却系统的高生产成本，本发明的蓄电池是一种成本有利的方案。

优选本发明蓄电池中的电池单元圆柱形地构造。符合目的地，为了电池单元的圆柱形构造，使用薄膜电极，这些薄膜电极被首先堆叠然后卷绕地置入到圆柱形的电池单元中。这样的结构允许在小的空间中安置大的有源电极面，由此提高蓄电池的容量。

在一实施方式中冷却空气室包括在电池单元外部在圆柱形电池单元的壳面上被导向的通道。该实施方式允许冷却系统和电池单元之间直接接触，由此达到有效冷却。此外，可以围绕每个单个电池单元延伸多个引导冷却空气的通道。

在另一实施方式中排气室包括圆柱形的室，这些圆柱形的室在电池单元外部安置在电池单元的底面上或者顶面上。通过这样的结构可以在电池单元的底面或者顶面上设置破裂口。此外，排气室这样设置使得在圆柱形构造的电池单元中能够简单地将冷却室和排气室相互分开。

根据本发明规定，电池单元具有破裂口，通过这些破裂口使电池单元的内腔与排气室这样连接，以致气体能够从电池单元的内腔泄出到排气室中。这些破裂口用作过压阀并且将气体从电池单元的内腔有针对地引出到排气室中。

在特别的实施方式中这些破裂口以破裂薄膜封闭，这些破裂薄膜在电池单元内腔的确定过压下允许从电池单元内腔中的排气。破裂薄膜可以这样构造，使得这些破裂薄膜在一定的过压下破裂。但也可以考虑，这些破裂薄膜起到过压阀的作用，当电池单元内腔中的压力下降到低于预确定的值时，该过压阀又自动关闭。

在特别的实施方式中在壳体中设有支架，电池单元以组装状态固定在该支架中。

如果电池单元构造为锂离子电池单元，获得非常高性能的蓄电池。

根据本发明，提出一种交通工具，该交通工具装备有本发明蓄电池。