[发明专利]用于地面运输工具的牵引电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于地面运输工具的牵引电池，其具有多个被分别构造成锂电池的单个电池单元。

背景技术

电池供电的地面运输工具具有牵引电池，作为用于实现行驶驱动以及工作装置、尤其是通过工作液压系统驱动的起重装置的驱动的电能的存储器。对于地面运输工具的牵引电池使用基于铅-硫酸的蓄电池是已知的并且是目前广泛通用的。这些电池由分别具有2V额定电压的棱柱形的、大多方形构型的单个电池单元组成，这些单个电池单元随后组装到电池槽中。串联的单个电池单元的数量确定整个牵引电池的额定电压。在此，铅电池不需要其他的安全措施，如保护装置、保险装置或预加载电路。

所述现有技术的不利在于，铅电池仅仅能够有条件地中间充电并且在其能量密度方面是有限的。除有限的能量密度以外，它们也具有较小的功率密度，使得在高功率消耗时电压显著陷落。此外，铅电池不是无需维护的，而是为了补偿在均衡充电时转化的水需要重新填充水。仅仅约1200个完全放电循环的有限使用寿命也是不利的。此外，例如工作间歇中的中间充电导致使用寿命的减少。因此，定期地不进行中间充电。

因此，特别令人感兴趣的是基于其他化学反应的替代电池，其中例如锂电池。其中锂离子电池是尤其令人感兴趣的，所述锂离子电池不具有以上所述的缺点。目前大范围使用3.2-3.8V额定电压下具有2-6Ah容量的锂离子电池单元，例如在笔记本电脑中。

但是，锂离子电池的不利在于，在一个电池单元中出现故障时，例如由于形成枝晶(Dendritbildung)而出现短路时，在所涉及的电池单元中可能出现点状发热，所述电池单元随后在强烈的气体形成下分解电解液。这导致电池单元的爆炸和热气体的释放，这可能在相邻的电池单元中由于热气体的作用导致相应的反应，从而所述链式反应在释放强热和大量气体的情况下导致整个电池的失效。根据反应的进行速度和自加强，所述过程也可能爆炸式地发生。

已知的是，为了防止锂离子电池的这种失效，使用用于监控各个锂离子电池单元的控制装置并且相应地在结构上设计各个电池单元以及整个电池。此外，极其费事地监控锂离子电池单元和电池的制造过程，以便排除可能例如由于形成枝晶而导致稍后失效的制造缺陷。

对于地面运输工具的牵引电池而言，需要存储比很多已经很大程度上通用的锂离子电池应用(如在移动电话和笔记本电脑中或者也在电动工具机中)高得多的能量。为了实现这样的高能量存储容量，可以使用多个小的锂离子单个电池单元。例如在每个单个电池单元的额定电压是3.2V的情况下必须串联15个电池单元，以便得到地面运输工具中已知的并且用于牵引电池的48V额定电压。此外，为了实现400Ah的容量(如其在地面运输工具的牵引电池中所需和所使用的大小)，从串联的、分别由15个电池单元组成的电池单元组出发在单个电池单元容量是4Ah的情况下分别并联100块。作为结果，彼此连接并且分别单独监控1500个单个锂离子电池单元。

这在制造技术上仅仅在极高的开销下以所需的制造精度和无缺陷性实现。必须将1500个电池单元可靠地机械固定和彼此电连接以及与监控电子机构连接。在此，电池单元的机械固定、电连接装置以及监控电子机构必须针对地面运输工具、例如叉车中的高机械应力进行设计。

然而，所述构造的优点是，在一个电池单元中出现故障时所述故障是可控的并且不会导致链式反应。因此，电池保持工作并且能够可靠运行。

替代地，对于作为地面运输工具的牵引电池的锂离子电池可以选择以下锂离子单个电池单元：所述锂离子单个电池单元在各个电池单元中已经具有所期望的容量并且因此不需要电池单元的并联，而仅仅需要串联，以便提供所期望的电压，如同这在铅-酸电池中通常是可能的。但目前还没有具有400Ah容量的电池单元(如在此说明的示例情况中要求的那样)可供使用。使用目前可供使用的具有每电池单元100-120Ah容量的电池单元从而在所观测的示例情况中并联4个电池单元并且使用约60个电池单元也是有问题的。尽管机械固定和电连接方面的装配开销降低到很小的程度，但很难控制一个电池单元中的故障的作用。

发明内容

本发明基于的任务是，提供一种作为用于地面运输工具的牵引电池的锂电池，其避免了以上所述的缺点。

所述任务通过具有权利要求1的特征的用于地面运输工具的牵引电池和根据权利要求8的由多个牵引电池构成的系统解决。有利的构型在从属权利要求中进行说明。