WO2011047999A1 - Elektrischer energiespeicher mit integrierter tiefentladeeinrichtung - Google Patents

Elektrischer energiespeicher mit integrierter tiefentladeeinrichtung Download PDF

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Peter Birke
Lutz Elsholz
Michael Schiemann
Hans-Georg Schweiger
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Continental Automotive Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to an electrical energy storage device with an integrated deep discharge device.
  • Energy storage as used for example in hybrid and / or electric vehicles are electrochemical or electrostatic nature. These energy stores can release the stored energy within a short time and without noticeable delay. Thus, in electrochemical energy storage, the energy output is limited only by the internal electrical resistance, the ion diffusion within the battery cells and the capacity.
  • a danger to human health by an uncontrolled energy release from the energy storage device can play as occur with ⁇ during recycling of such energy ⁇ memory.
  • the recycling of energy storage often requires the opening of the energy storage housing and the disassembly of the energy storage in individual parts. This work is usually done manually, which can lead to unwanted short circuits during disassembly and thus endanger the person entrusted with it. It is the object of the present invention to provide an electrical energy storage, which is characterized by a higher level of safety when decommissioning or disassembly.
  • An electrical energy store according to claim 1 comprises a housing, a positive pole, a negative pole and a deep discharge device integrated in the housing.
  • the Tie ⁇ fentlade comprises a discharge load and is designed such that the two poles are electrically connected via the discharge consumers.
  • the core idea of the invention is to integrate a deep discharge device in the electrical energy storage, by means of a targeted, controlled and easy deep discharge of the energy storage is possible.
  • deep discharge is thereby ei ⁇ ne complete discharge
  • Be ⁇ operating limits for example, discharge voltage
  • the duration of the discharge process is determined by the design of the discharge consumer.
  • Entlade constitutionaler is there to understand ⁇ at any electrical / electronic component, by means of which a dissipation, that is, a conversion into heat, which is possible in the energy storage energy stored.
  • Mög ⁇ Liche Examples of Entladelutier are electric resistor Wi, coil, transistor, etc.
  • this has a cooling device, wherein the discharge consumer is thermally coupled to the cooling device.
  • this has a control display, which is designed de ⁇ rart that it indicates the state of charge of the energy ⁇ memory.
  • the deep discharge device has a switch, which can be switched between a passive switching position in which the poles are electrically separated, and a Entladeschalt ⁇ position in which the poles are electrically connected via the discharge load.
  • the switch also contactor or relay
  • the switch can be activated easily and Ent ⁇ charging process be initiated Tiefentlade issued.
  • the switch is to be operated as a manual
  • Switch designed as a radio-controlled switch or software-controlled switch.
  • the executive person can initiate the discharge process directly on the electrical energy storage manually.
  • the manually operated switch is accessible to the person performing on or provided in the housing of the energy storage.
  • the unloading process can be performed automatically at any time or in a special security room.
  • the function can be triggered via a computer interface.
  • the switch is designed such that it is irreversible in the switching operation of the passive switching position in the active switching position.
  • the electrical energy storage to avoid an unwanted connection of the two poles by the deep discharge device one of the following protective devices: - A locking device which prevents actuation of the switch in the locked state and allows the operation of the switch only in the unlocked state;
  • a protective cover which covers the switch and is designed such that it must be removed or destroyed to operate the switch;
  • an embodiment of an electrical energy storage device 1 is shown schematically.
  • the energy storage device has a housing 2, a positive pole 3 and a negative pole 4. Via the positive pole 3 and the negative pole 4, energy can be withdrawn or supplied to the energy store 1.
  • the energy store 1 may be an electrochemical or an electrostatic energy store.
  • Lead-acid batteries, nickel-metal hydride, Ni ⁇ ckel-zinc, or lithium-ion energy storage may be mentioned as examples of electrochemical energy storage.
  • electrostatic energy storage a double layer capacitor ⁇ is to lead. A combination of several cell types and / or double-layer capacitors is also possible.
  • the energy storage 1 may include one or more electrochemical and / or electro-static memory cells 5 umfas ⁇ sen, which are electrically connected to each other (in series and / or parallel connection) and their energy from the outside of the poles 3, 4 can be tapped.
  • a elektrochemi ⁇ 's energy storage 1 The storage, generation and supply of electrical energy is realized connected by a large number in series battery cells. 5 These are connected to the positive terminal 3 and the negative terminal 4 of the energy storage 1 such that the battery cells can be fed to 5 electric power from the outside or removed from over the positi ⁇ ven pole and the negative pole. 4
  • the energy store 1 has an integrated in the housing 2 Tiefentlade worn 6, which comprises a discharge load 7 in the form of an electrical resistance, a coil, a transistor 7, etc, and which is designed such that the two poles 3, 4 via the discharge load. 7 are electrically connected.
  • every electrical component comes into question, which allows a controlled dissipation of the stored energy in the energy storage 1 energy.
  • the discharge load 7 is grounded to ground, and dimensioned such that a controlled but simultaneously zü ⁇ giger discharge (in the range of hours or days) of the energy storage device 1 can be made.
  • the Tie ⁇ fentlade founded a switch 8 which between a passive switching position (Fig. 1A), in which the pins 3 are electrically disconnected 4, and a Entladeschaltwolf (Fig. 1B), in which the poles are electrically connected via the discharge load 7, is switchable.
  • This may be a manually operated or a radio-controlled switch 8.
  • a switch 8 to be actuated manually it is advantageously attached externally to the housing 2.
  • a radio controlled switch 8 this can also be arranged inaccessible from the outside within the housing 2. This ensures that this switch can only be operated by a specialist with a corresponding radio control device.
  • the switch 8 can be designed such that a switching ⁇ operation of the passive switching position in the Entladeshalt- Position is irreversible.
  • a manually to Actuate the ⁇ constricting switch 8 this may for example, be reali ⁇ Siert that upon actuation of the switch 8 from the passive switching position into the Entladeschaltwolf, it locks by a suitable mechanism and can not be released from this locked Entladeschaltwolf.
  • a radio-controlled switch 8 this can be achieved by not providing a suitable radio signal for switching from the discharge switching position to the passive switching position.
  • the protective device 6 can be designed, for example, as a mechanical lock, which allows actuation of the switch 8 or a connection of the two poles 3, 4 only in the unlocked state.
  • the switch can to be 8 is formed as Keyring ⁇ operated switch, wherein the switching-acting switch 8, a key from the passive switching position into the Entladeschaltstel ⁇ lung (not shown) in one integrated in the switch 8 lock (not shown) inserted and must be rotated to switch the switch 8 from the passive switching position to the discharge position.
  • the protective device is a combination lock (not shown) to call, which must be opened before pressing the switch 8 or software that must be sent via a defi ⁇ ned interface from the computer.
  • a protective cover is conceivable, which covers the switch 8 and is designed such that it must be removed or destroyed to actuate the switch 8.
  • Conswei- se may be the protective cover out of glass or plastic ⁇ forms.
  • Another embodiment of the protective device 9 would be, for example, an electronic coding, which can be used in particular in radio-controlled switches.
  • a predetermined code In order to transmit the corresponding radio signal, which triggers the switching process from the passive switching position to the discharge switching position, a predetermined code must first enable this functionality.
  • the electrical energy store 1 has a control display 10 which is designed such that it indicates the state of charge of the energy store 1 during the discharging process via the deep discharge device 6.
  • the state of charge of the energy store 1 can be determined, for example, by determining the voltage drop across the discharge consumer 7.
  • the indicator may for example represent the state of charge directly as a voltage value in volts or in the form of a monochrome / color displays by ent ⁇ speaking colors. So it is possible, for example, that the indicator 10 turns from the color red at full charge to the color green, which is intended to represent a complete discharge of the energy storage. Intermediate colors are conceivable.
  • the electrical energy store 1 also has a cooling device 11, which is thermally coupled to the discharge load 7. 7 to stand the Entlademericer in thermally conductive contact with the cooling device 11. During the discharge process in the Entlade constitutionaler 7 entste ⁇ rising heat is transferred to the cooling device and discharged therefrom. In this way, a local overheating in the vicinity of the discharge resistor 7 can be avoided and eventual- Le fire damage can be avoided.
  • the cooling device 11 can be heat exchanger plates made of copper and / or aluminum, which dissipates the heat generated in the discharge consumer 7 via corresponding cooling fins (not shown) to the environment of the energy store by convection. In a further embodiment, the cooling device 11 channels to flow through with a cooling liquid.
  • the heat generated in the discharge load 7 is dissipated to the outside.
  • the energy storage 1 would be connected during the discharge process to an external cooling ⁇ medium pump, which ensures the flow through the cooling device 11 with coolant. Due to the very effective heat dissipation via the coolant, a very fast discharge process is possible.
  • the cooling device 11 is also thermally coupled to the battery cells 5. It is a common cooling device, which ensures on the one hand the cooling of the battery cell 5 during normal operation of the energy storage 1, and on the other hand the cooling of the Ent ⁇ charging resistor 7 during the discharging of the energy storage 1 via the Tiefentlade worn. 6 In this way, the cost of the energy storage 1 can be kept low and the energy storage can be built compact.
  • the Tiefentlade stressed instead of a switch can also have two externally accessible ports, which can be bridged by an operator by means of an electrical bridging element, for example, special switching device, which is designed for corresponding switching ⁇ currents.

Abstract

Es wird ein elektrischer Energiespeicher (1) vorgeschlagen mit einem Gehäuse (2), einem positiven Pol (3) und einem negativen Pol (4), und einer im Gehäuse (2) integrierten Tiefentladeeinrichtung (6), welche einen Entladeverbraucher (7) aufweist und derart ausgebildet ist, dass die beiden Pole (3, 4) über den Entladeverbraucher (7) elektrisch verbindbar sind. Dadurch soll ein gezieltes und kontrolliertes Tiefentladen des Energiespeichers ermöglicht und die Betriebssicherheit verbessert werden.

Description

Beschreibung
Elektrischer Energiespeicher mit integrierter Tiefentladeein- richtung
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher mit einer integrierten Tiefentladeeinrichtung .
Energiespeicher, wie sie beispielsweise in Hybrid- und/oder Elektrofahrzeugen zum Einsatz kommen, sind elektrochemischer oder elektrostatischer Natur. Diese Energiespeicher können die gespeicherte Energie innerhalb kürzester Zeit und ohne merkliche Verzögerung freigeben. So wird bei elektrochemischen Energiespeichern die Energieabgabe lediglich durch den elektrischen Innenwiderstand, die Ionendiffusion innerhalb der Batteriezellen und die Kapazität begrenzt.
Bei einer unkontrollierten Energiefreisetzung, beispielsweise bei einem Kurzschluss, können sehr hohe Spannungen und Strom- stärken auftreten. Im Falle eines Kurzschlusses können derartige Energiespeicher eine Gefahrenquelle für die menschliche Gesundheit darstellen.
Eine Gefährdung der menschlichen Gesundheit durch eine un- kontrollierte Energieabgabe des Energiespeichers kann bei¬ spielsweise während des Recyclings eines derartigen Energie¬ speichers auftreten. Das Recycling der Energiespeicher erfordert häufig das Öffnen des Energiespeichergehäuses und das Zerlegen des Energiespeichers in Einzelteile. Diese Arbeiten werden meist manuell durchgeführt, wobei es bei der Demontage zu ungewollten Kurzschlüssen und so zu einer Gefährdung der damit betrauten Person kommen kann. Es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen elektrischen Energiespeicher bereitzustellen, welcher sich durch eine höhere Sicherheit bei der Außerbetriebnahme bzw. der Demontage aus zeichnet .
Diese Aufgabe wird durch den Energiespeicher gemäß dem unab¬ hängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Ein elektrischer Energiespeicher gemäß dem Anspruch 1 umfasst ein Gehäuse, einen positiven Pol, einen negativen Pol und eine im Gehäuse integrierte Tiefentladeeinrichtung . Die Tie¬ fentladeeinrichtung umfasst einen Entladeverbraucher und ist derart ausgebildet, dass die beiden Pole über den Entlade- Verbraucher elektrisch verbindbar sind.
Kerngedanke der Erfindung ist, eine Tiefentladeeinrichtung in den elektrischen Energiespeicher zu integrieren, mittels der eine gezielte, kontrollierte und einfache Tiefentladung des Energiespeichers möglich ist. Als Tiefentladung ist dabei ei¬ ne vollständige Entladung, zumindest jedoch eine Entladung des Energiespeichers unter die üblicherweise vorgegebenen Be¬ triebsgrenzen (z.B. Entladeschlussspannung) zu verstehen. Die Zeitdauer des Entladevorgangs wird durch die Auslegung des Entladeverbrauchers bestimmt. Als Entladeverbraucher ist da¬ bei jedes elektrische/elektronische Bauteil zu verstehen, mittels dem eine Dissipation, d.h. eine Umwandlung in Wärme, der im Energiespeicher gespeicherte Energie möglich ist. Mög¬ liche Beispiele für Entladeverbraucher sind elektrischer Wi- derstand, Spule, Transistor, etc. Nach Abschluss des Entlade¬ vorgangs ist die im elektrischen Energiespeicher gespeicherte Energie soweit abgebaut, dass eine manuelle Demontage des elektrischen Energiespeichers gefahrlos möglich ist. Eine un¬ gewollte spontane Entladung unter Freisetzung hoher Energie und unter Bildung von Lichtbögen wird dadurch sicher vermieden. Auf diese Weise kann die Sicherheit bei der Außerbet- riebnahme bzw. Demontage des elektrischen Energiespeichers erhöht werden.
In einer Ausgestaltung des elektrischen Energiespeichers nach Anspruch 2 weist dieser eine Kühlvorrichtung auf, wobei der Entladeverbraucher mit der Kühleinrichtung thermisch gekoppelt ist.
Bei der Entladung des elektrischen Energiespeichers über den Entladeverbraucher werden erhebliche Mengen an Wärmeenergie freigesetzt. Zur Ableitung dieser thermischen Energie von dem Entladeverbraucher ist dieser mit der Kühleinrichtung des Energiespeichers thermisch gekoppelt. Auf dieser Weise kann einer Überhitzung und einer eventuellen Brandgefahr wirksam entgegen gewirkt werden.
In einer Ausgestaltung des elektrischen Energiespeichers nach Anspruch 3 weist dieser eine Kontrollanzeige auf, welche de¬ rart ausgebildet ist, dass sie den Ladezustand des Energie¬ speichers anzeigt.
Auf diese Weise kann der Fortschritt des Entladevorgangs auf einfache Weise kontrolliert und das Ende des Entladevorgangs schnell erkannt werden.
In einer Ausgestaltung des elektrischen Energiespeichers nach Anspruch 4 weist die Tiefentladeeinrichtung einen Schalter auf, welcher zwischen einer Passivschaltstellung, in welcher die Pole elektrisch getrennt sind, und einer Entladeschalt¬ stellung, in welcher die Pole über den Entladeverbraucher elektrisch verbunden sind, umschaltbar ist. Durch den Schalter (auch Schütz oder Relais) kann die Tiefentladeeinrichtung auf einfache Weise aktiviert und der Ent¬ ladevorgang eingeleitet werden. In einer Ausgestaltung des elektrischen Energiespeichers nach Anspruch 5 ist der Schalter als manuell zu betätigender
Schalter, als funkgesteuerter Schalter oder softwaregesteuerter Schalter ausgebildet. Bei einem manuell zu betätigenden Schalter kann die ausführende Person den Entladevorgang unmittelbar am elektrischen Energiespeicher manuell einleiten. Der manuell zu betätigende Schalter ist dabei für die durchführende Person zugänglich am oder im Gehäuse des Energiespeichers vorzusehen. Bei einem funkgesteuerten Schalter kann der Entladevorgang automatisch zu jeder beliebigen Uhrzeit oder in einem speziellen Sicherheitsraum durchgeführt werden. Bei einem softwaregesteuerten Schalter kann die Funktion über ein Computerinterface ausgelöst werden.
In einer Ausgestaltung des elektrischen Energiespeichers nach Anspruch 6 ist der Schalter derart ausgebildet, dass er im Umschaltvorgang von der Passivschaltstellung in die Aktivschaltstellung irreversibel ist.
Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Entladevorgang nicht ungewollt unterbrochen sondern bis zur vollständigen Entladung durchgeführt wird. In einer Ausgestaltung des elektrischen Energiespeichers nach Anspruch 7 weist der elektrische Energiespeicher zur Vermeidung einer ungewollten Verbindung der beiden Pole durch die Tiefentladeeinrichtung eine der folgenden Schutzeinrichtungen auf : - eine Verriegelungseinrichtung, welche eine Betätigung des Schalters im verriegelten Zustand unterbindet und die Betätigung des Schalters nur im entriegelten Zustand ermöglicht ;
- eine Schutzabdeckung, welche den Schalter abdeckt und derart ausgebildet ist, dass sie zur Betätigung des Schalters entfernt oder zerstört werden muss;
- eine elektronische Codierung, welche derart ausgebildet ist, dass eine Betätigung des Schalters nur nach korrek- ter Eingabe eines vorgegebenen Codes möglich ist.
- Eine elektronische Codierung, welche derart ausgebildet ist, dass die Betätigung des Schalters erst durch Senden einen Codes über eine definierte Schnittstelle möglich wird .
Durch die vorgenannten Schutzeinrichtungen wird ein ungewolltes Entladen des Energiespeichers mittels der Tiefentladeein- richtung sicher vermieden. Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei¬ spiels mit Bezug auf die beigefügten Figuren neu erläutert. In den Figuren sind:
Figuren
1A und 1B: Schematische Darstellungen eines elektrischen
Energiespeichers mit integrierter Tiefentla¬ deeinrichtung, wobei in Figur 1A der Entladevorgang noch nicht gestartet ist, während in Figur 1B der Entladevorgang des Energiespei- chers eingeleitet ist.
In den Figuren 1A und 1B ist ein Ausführungsbeispiel eines elektrischen Energiespeichers 1 schematisch dargestellt. Der Energiespeicher weist ein Gehäuse 2, einen positiven Pol 3 und einen negativen Pol 4 auf. Über den positiven Pol 3 und den negativen Pol 4 kann Energie dem Energiespeicher 1 entzogen oder zugeführt werden. Bei dem Energiespeicher 1 kann es sich um einen elektrochemischen oder einen elektrostatischen Energiespeicher handeln. Für elektrochemische Energiespeicher seien beispielhaft Bleibatterien, Nickel-Metallhydrid-, Ni¬ ckel-Zink-, oder Lithium-Ionen-Energiespeicher genannt. Als Beispiel für elektrostatische Energiespeicher ist ein Doppel¬ schichtkondensator anzuführen. Auch eine Kombination aus meh- reren Zellentypen und/oder Doppelschichtkondensatoren ist möglich. Der Energiespeicher 1 kann eine oder mehrere elektrochemische und/oder elektrostatische Speicherzellen 5 umfas¬ sen, welche elektrisch miteinander verbunden sind (Reihenschaltung und/oder Parallelschaltung) und deren Energie von Außen für die Pole 3, 4 abgegriffen werden kann.
Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen elektrochemi¬ schen Energiespeicher 1. Die Speicherung, Erzeugung und Bereitstellung elektrischer Energie wird dabei durch eine Viel- zahl in Reihe geschalteter Batteriezellen 5 realisiert. Diese sind mit dem positiven Pol 3 und dem negativen Pol 4 des Energiespeichers 1 derart verschaltet, dass über den positi¬ ven Pol und dem negativen Pol 4 den Batteriezellen 5 elektrische Energie von Außen zugeführt oder entzogen werden kann.
Ähnliches gilt für einen elektrostatischen Energiespeicher, wobei hier anstatt der Batteriezellen einer oder mehrere Doppelschichtkondensatoren in Reihe geschaltet und mit dem negativen Pol 4 und dem positiven Pol 3 verschaltet sind.
Auch eine Kombination von elektrochemischen und elektrostatischen Zellen im Energiespeicher ist denkbar. Ferner ist es denkbar, die Batteriezellen 5 oder elektrostatischen Zellen zumindest teilweise parallel zu verschalten. Der Energiespeicher 1 weist eine im Gehäuse 2 integrierte Tiefentladeeinrichtung 6 auf, welche einen Entladeverbraucher 7 in Form eines elektrischen Widerstands, einer Spule, eines Transistors 7, etc umfasst, und welche derart ausgebildet ist, dass die beiden Pole 3, 4 über den Entladeverbraucher 7 elektrisch verbindbar sind. Bei dem Entladeverbraucher kommt jedes elektrische Bauteil in Frage, welches eine kontrolliert Dissipation der in dem Energiespeicher 1 gespeicherten Ener- gie ermöglicht.
Der Entladeverbraucher 7 ist gegen Masse geerdet, und derart dimensioniert, dass ein kontrollierter gleichzeitig aber zü¬ giger Entladevorgang (im Bereich von Stunden oder Tagen) des Energiespeichers 1 vorgenommen werden kann.
Im Ausführungsbeispiel der Figuren 1A und 1B weist die Tie¬ fentladeeinrichtung 6 einen Schalter 8 auf, welcher zwischen einer Passivschaltstellung (Fig. 1A) , in welcher die Pole 3, 4 elektrisch getrennt sind, und einer Entladeschaltstellung (Fig. 1B) , in welcher die Pole über den Entladeverbraucher 7 elektrisch verbunden sind, umschaltbar ist. Dabei kann es sich um einen manuell zu betätigenden oder um einen funkgesteuerten Schalter 8 handeln. Im Falle eines manuell zu betä- tigenden Schalters 8 ist dieser in vorteilhafter Weise von Außen zugänglich am Gehäuse 2 angebracht. Im Falle eines funkgesteuerten Schalters 8 kann dieser auch innerhalb des Gehäuses 2 von Außen unzugänglich angeordnet sein. Dadurch wird sichergestellt, dass dieser Schalter nur von einem Fach- personal mit einer entsprechenden Funksteuereinrichtung betätigt werden kann.
Der Schalter 8 kann derart ausgebildet sein, dass ein Schalt¬ vorgang von der Passivschaltstellung in die Entladeschalt- Stellung irreversibel ist. Im Falle eines manuell zu betäti¬ genden Schalters 8 kann dies beispielsweise dadurch reali¬ siert werden, dass bei Betätigung des Schalters 8 von der Passivschaltstellung in die Entladeschaltstellung, dieser durch einen geeigneten Mechanismus einrastet und aus dieser eingerasteten Entladeschaltstellung nicht mehr gelöst werden kann. Bei einem funkgesteuertem Schalter 8 kann dies dadurch realisiert werden, dass kein geeignetes Funksignal zur Um- schaltung von der Entladeschaltstellung in die Passivschalt- Stellung vorgesehen ist.
Um ein ungewolltes Verbinden der beiden Pole durch die Tiefentladeeinrichtung 6 zu vermeiden, weist diese eine Schutzeinrichtung 9 auf. Die Schutzeinrichtung 6 kann beispielswei- se als mechanische Verriegelung ausgebildet sein, welche eine Betätigung des Schalters 8 beziehungsweise eine Verbindung der beiden Pole 3, 4 nur im entriegelten Zustand ermöglicht. Als konkretes Beispiel kann dazu der Schalter 8 als Schlüs¬ selschalter ausgebildet sein, wobei zum Umschalten des Schal- ters 8 von der Passivschaltstellung in die Entladeschaltstel¬ lung ein Schlüssel (nicht dargestellt) in ein im Schalter 8 integriertes Schloss (nicht dargestellt) gesteckt und gedreht werden muss, um den Schalter 8 von der Passivschaltstellung in die Entladeschaltstellung umzuschalten. Als weiteres Bei- spiel für die Schutzeinrichtung sei ein Zahlenschloss (nicht dargestellt) zu nennen, welches vor Betätigung des Schalters 8 geöffnet werden muss oder eine Software die über eine defi¬ nierte Schnittstelle vom Computer gesendet werden muss. Als weiteres Ausführungsbeispiel für die Schutzeinrichtung 9 ist eine Schutzabdeckung denkbar, welche den Schalter 8 abdeckt und derart ausgebildet ist, dass er zur Betätigung des Schalters 8 entfernt oder zerstört werden muss. Beispielswei- se kann die Schutzabdeckung aus Glas oder Kunststoff ausge¬ bildet sein.
Eine weitere Ausgestaltung der Schutzeinrichtung 9 wäre bei- spielsweise eine elektronische Codierung, welche insbesondere bei funkgesteuerten Schaltern zum Einsatz kommen kann. Um das entsprechende Funksignal, welches den Umschaltvorgang von der Passivschaltstellung in die Entladeschaltstellung auslöst, auszusenden, muss zuvor ein vorgegebener Code diese Funktio- nalität freigeben.
Im Ausführungsbeispiel weist der elektrische Energiespeicher 1 eine Kontrollanzeige 10 auf, welche derart ausgebildet ist, dass sie den Ladezustand des Energiespeichers 1 während des Entladevorgangs über die Tiefentladeeinrichtung 6 anzeigt. Der Ladezustand des Energiespeichers 1 kann beispielsweise durch Ermittlung der über den Entladeverbraucher 7 abfallenden Spannung festgestellt werden. Die Kontrollanzeige kann beispielsweise den Ladezustand direkt als Spannungswert in Volt oder in Form eines Monochrom-/Farbdisplays durch ent¬ sprechende Farbgebung darstellen. So ist es beispielsweise möglich, dass die Kontrollanzeige 10 sich von der Farbe Rot bei vollem Ladezustand zur Farbe grün wechselt, was eine vollständige Entladung des Energiespeichers darstellen soll. Zwischenfarben sind denkbar.
Der elektrische Energiespeicher 1 weist ferner eine Kühlvorrichtung 11 auf, welche mit dem Entladeverbraucher 7 thermisch gekoppelt ist. Dazu steh der Entladeverbraucher 7 in wärmeleitendem Kontakt mit der Kühlvorrichtung 11. Während des Entladevorgangs wird die im Entladeverbraucher 7 entste¬ hende Wärme an die Kühlvorrichtung übertragen und von dieser abgeführt. Auf diese Weise kann eine lokale Überhitzung in der Umgebung des Entladewiderstands 7 vermieden und eventuel- le Brandschäden vermieden werden. Bei der Kühlvorrichtung 11 kann es sich um Wärmetauscherplatten aus Kupfer und/oder Aluminium handeln, welche die im Entladeverbraucher 7 erzeugte Wärme über entsprechende Kühlfinnen (nicht dargestellt) an die Umgebung des Energiespeichers durch Konvektion abführt. In einer weiteren Ausgestaltung weist die Kühlvorrichtung 11 Kanäle zur Durchströmung mit einer Kühlflüssigkeit auf. Über die Kühlflüssigkeit wird die im Entladeverbraucher 7 erzeugte Wärme nach Außen abgeführt. In diesem Fall wäre der Energie- Speicher 1 während des Entladevorgangs an eine externe Kühl¬ mittelpumpe anzuschließen, welche die Durchströmung der Kühlvorrichtung 11 mit Kühlflüssigkeit sicherstellt. Durch den sehr effektiven Wärmeabtransport über die Kühlflüssigkeit ist ein sehr schneller Entladevorgang möglich.
Im Ausführungsbeispiel ist die Kühlvorrichtung 11 auch mit den Batteriezellen 5 thermisch gekoppelt. Es handelt sich also um eine gemeinsame Kühlvorrichtung, welche einerseits die Kühlung der Batteriezellen 5 während des normalen Betriebs des Energiespeichers 1 und andererseits die Kühlung des Ent¬ ladewiderstands 7 beim Entladevorgang des Energiespeichers 1 über die Tiefentladeeinrichtung 6 sicherstellt. Auf diese Weise können die Kosten für den Energiespeicher 1 gering gehalten und der Energiespeicher kompakt gebaut werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Tiefentladeeinrichtung statt einem Schalter auch zwei von Außen zugängliche Anschlüsse aufweisen kann, welche durch von einem Bediener mittels eines elektrischen Überbrückungselements , beispielsweise spezielle Schaltvorrichtung, die für entsprechende Schalt¬ ströme ausgelegt ist, überbrückt werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrischer Energiespeicher (1) mit
einem Gehäuse (2),
einem positiven Pol (3) und einem negativen Pol (4), und einer im Gehäuse (2) integrierten Tiefentladeeinrichtung (6), welche einen Entladeverbaucher (7) aufweist und derart ausgebildet ist, dass die beiden Pole (3, 4) über den Entladeverbraucher (7) elektrisch verbindbar sind.
2. Elektrischer Energiespeicher (1) nach Anspruch 1, wobei der elektrische Energiespeicher (1) eine Kühlvorrichtung (11) aufweist und der Entladeverbraucher (7) mit der Kühleinrichtung (11) thermisch gekoppelt ist.
3. Elektrischer Energiespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei der elektrische Energiespeicher (1) eine Kontrollanzeige (10) aufweist, welche derart ausge¬ bildet ist, dass sie den Ladezustand des Energiespei¬ chers (1) anzeigt.
4. Elektrischer Energiespeicher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Tiefentladeeinrichtung (6) einen Schalter (8) aufweist, welcher zwischen einer Passivschaltstellung, in welcher die Pole (3, 4) elektrisch getrennt sind, und eine Entladeschaltstellung, in wel¬ cher die Pole (3, 4) über den Entladeverbraucher (7) elektrisch verbunden sind, umschaltbar ist.
5. Elektrischer Energiespeicher (1) nach Anspruch 4, wobei der Schalter (8) als manuell zu betätigender Schalter oder als funkgesteuerter Schalter oder softwaregesteuerter Schalter ausgebildet ist. Elektrischer Energiespeicher (1) nach Anspruch 5, wobei der Schalter (8) derart ausgebildet ist, dass ein
Schaltvorgang von der Passivschaltstellung in die Entladeschaltstellung irreversibel ist.
Elektrischer Energiespeicher (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 6, wobei der elektrische Energiespeicher (1) zur Vermeidung einer ungewollten Verbindung der beiden Pole (3, 4) durch die Tiefentladeeinrichtung (6) eine der folgenden Schutzeinrichtungen (9) aufweist:
eine Verriegelungseinrichtung, welche eine Betätigung des Schalters (8) im verriegelten Zustand unterbindet und nur im entriegelten Zustand ermöglicht,
eine Schutzabdeckung, welche den Schalter (8) abdeckt und derart ausgebildet ist, dass sie zur Betätigung des Schalters (8) entfernt oder zerstört werden muss, eine elektronische Codierung, welche derart ausgebildet ist, dass eine Betätigung des Schalters (8) nur nach korrekter Eingabe eines vorgegebenen Codes möglich ist. eine elektronische Softwarecodierung, welche derart aus¬ gebildet ist, dass eine Betätigung des Schalters (8) nur nach korrekter Eingabe eines vorgegebenen Codes über eine Software im Computer möglich ist.
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