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DE102023132892A1 - Energy storage system - Google Patents

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Publication number
DE102023132892A1
DE102023132892A1 DE102023132892.1A DE102023132892A DE102023132892A1 DE 102023132892 A1 DE102023132892 A1 DE 102023132892A1 DE 102023132892 A DE102023132892 A DE 102023132892A DE 102023132892 A1 DE102023132892 A1 DE 102023132892A1
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DE
Germany
Prior art keywords
energy storage
sealing
storage system
frame elements
storage cells
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102023132892.1A
Other languages
German (de)
Inventor
Alexander Güntert
Olaf Nahrwold
Frank Schönberg
Uwe Rebholz
Tim Leichner
Marc Knapp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Freudenberg KG
Original Assignee
Carl Freudenberg KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Freudenberg KG filed Critical Carl Freudenberg KG
Priority to DE102023132892.1A priority Critical patent/DE102023132892A1/en
Priority to PCT/EP2024/082930 priority patent/WO2025108971A1/en
Publication of DE102023132892A1 publication Critical patent/DE102023132892A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
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    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/317—Re-sealable arrangements
    • H01M50/325—Re-sealable arrangements comprising deformable valve members, e.g. elastic or flexible valve members
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

Energiespeichersystem (1), umfassend ein Gehäuse (2), in welchem mehrere Energiespeicherzellen (3) angeordnet sind, wobei zwischen den Energiespeicherzellen (3) Rahmenelemente (5) angeordnet sind, welche die Energiespeicherzellen (3) separieren, wobei den umlaufenden Kanten (6) der Rahmenelemente (5) Dichtkörper (7) zugeordnet sind, wobei die Dichtkörper (7) zumindest abschnittsweise ein Rückschlagventil ausbilden. Energy storage system (1), comprising a housing (2) in which a plurality of energy storage cells (3) are arranged, wherein frame elements (5) are arranged between the energy storage cells (3), which frame elements separate the energy storage cells (3), wherein sealing bodies (7) are assigned to the circumferential edges (6) of the frame elements (5), wherein the sealing bodies (7) form a check valve at least in sections.

Description

Die Erfindung betrifft ein Energiespeichersystem, umfassend ein Gehäuse, in welchem mehrere Energiespeicherzellen angeordnet sind, wobei zwischen den Energiespeicherzellen Rahmenelemente angeordnet sind, welche die Energiespeicherzellen separieren, wobei den umlaufenden Kanten der Rahmenelemente Dichtkörper zugeordnet sind.The invention relates to an energy storage system comprising a housing in which a plurality of energy storage cells are arranged, wherein frame elements are arranged between the energy storage cells, which frame elements separate the energy storage cells, wherein sealing bodies are assigned to the circumferential edges of the frame elements.

Ein derartiges Energiespeichersystem ist aus der EP 2 273 162 A1 bekannt. Energiespeichersysteme, welche Energiespeicherzellen enthalten, sind weitverbreitet und kommen insbesondere als wiederaufladbare Speicher für elektrische Energie in mobilen und stationären Systemen zum Einsatz. Dabei werden Energiespeichersysteme in Form von wiederaufladbaren Speichern in tragbaren elektronischen Geräten, beispielsweise in Messgeräten, medizinischen Geräten, Werkzeugen und Konsumartikeln, eingesetzt. Ferner werden Energiespeichersysteme in Form von wiederaufladbaren Speichern zum Bereitstellen elektrischer Energie für elektrisch angetriebene Transportmittel eingesetzt. Elektrisch angetriebene Transportmittel können dabei Zweiräder, Vierräder, beispielsweise PKWs oder auch Nutzufahrzeuge wie Busse, Lastkraftwagen, Schienenfahrzeuge oder Gabelstapler sein. Darüber hinaus werden Energiespeichersysteme auch in Schiffen und Flugzeugen eingesetzt.Such an energy storage system is from the EP 2 273 162 A1 Energy storage systems containing energy storage cells are widespread and are used in particular as rechargeable storage devices for electrical energy in mobile and stationary systems. Energy storage systems in the form of rechargeable storage devices are used in portable electronic devices, for example in measuring instruments, medical devices, tools, and consumer goods. Furthermore, energy storage systems in the form of rechargeable storage devices are used to provide electrical energy for electrically powered means of transport. Electrically powered means of transport can be two-wheelers, four-wheelers, for example, cars, or commercial vehicles such as buses, trucks, rail vehicles, or forklifts. Energy storage systems are also used in ships and aircraft.

Es ist auch bekannt, Energiespeichersysteme in Form von wiederaufladbaren Speichern in stationären Anwendungen vorzusehen, beispielsweise als Backup-Systeme in Netzwerkanlagen und zur Speicherung elektrischer Energie aus erneuerbaren Energiequellen.It is also known to provide energy storage systems in the form of rechargeable storage devices in stationary applications, for example as backup systems in network systems and for storing electrical energy from renewable energy sources.

Ein häufig eingesetztes Energiespeichersystem ist dabei ein wiederaufladbarer Speicher in Form eines Lithium-Ionen-Akkumulators. Derartige Energiespeichersysteme weisen, wie andere wiederaufladbare Speicher auch, zumeist mehrere Speicherzellen auf, welche in einem Gehäuse angeordnet sind. Mehrere in einem Gehäuse angeordnete und elektrisch miteinander verbundene Energiespeicherzellen bilden dabei ein Modul.A frequently used energy storage system is a rechargeable storage device in the form of a lithium-ion battery. Such energy storage systems, like other rechargeable storage devices, usually have several storage cells arranged in a housing. Several energy storage cells arranged in a housing and electrically connected to one another form a module.

Weitere bekannte Energiespeichersysteme sind beispielsweise Lithium-Schwefel-Akkumulatoren, Feststoff-Akkumulatoren oder auch Metall-Luft-Akkumulatoren.Other well-known energy storage systems include lithium-sulfur batteries, solid-state batteries, and metal-air batteries.

Die zuvor genannten wiederaufladbaren Speicher weisen eine maximale elektrische Kapazität nur in einem begrenzten Temperaturspektrum auf. Wird dieses Temperaturspektrum über- oder unterschritten, fällt die elektrische Kapazität des Energiespeichers stark ab, zumindest ist aber die Funktionalität des Energiespeichers beeinträchtigt.The aforementioned rechargeable storage devices exhibit maximum electrical capacity only within a limited temperature range. If this temperature range is exceeded, the electrical capacity of the energy storage device drops significantly, or at the very least, its functionality is impaired.

Insbesondere zu hohe Temperaturen können zu einer Schädigung des Energiespeichers führen. In diesem Zusammenhang ist insbesondere bei Lithium-Ionen-Akkumulatoren das sogenannte „thermische Durchgehen“ (thermal runaway) bekannt. Dabei werden in kurzer Zeit hohe thermische Energiemengen und gasförmige Abbauprodukte frei, was zu einem hohen Druck und hohen Temperaturen innerhalb der Speicherzellen führt. Problematisch ist dieser Effekt insbesondere bei Speichern mit hoher Energiedichte und vielen Energiespeicherzellen auf engem Raum. Dies ist beispielsweise bei Energiespeichersystemen zur Bereitstellung elektrischer Energie für elektrisch angetriebene Fahrzeuge der Fall.Excessively high temperatures, in particular, can lead to damage to the energy storage device. In this context, the so-called "thermal runaway" is particularly common in lithium-ion batteries. This process releases large amounts of thermal energy and gaseous decomposition products in a short period of time, leading to high pressure and high temperatures within the storage cells. This effect is particularly problematic in storage devices with high energy density and many energy storage cells in a small space. This is the case, for example, in energy storage systems for providing electrical energy for electric vehicles.

Beim thermischen Durchgehen einer Energiespeicherzelle können innerhalb einer Zeitdauer von wenigen Sekunden Temperaturen im Bereich von 600 °C oder mehr entstehen. Durch geeignete Maßnahmen soll dabei der Energieübergang auf benachbarte Speicherzellen so weit reduziert werden, dass die Temperatur der benachbarten Energiespeicherzellen nicht zu stark ansteigt. Bevorzugt soll die Temperatur der benachbarten Speicherzellen höchstens 100 °C betragen. Dieser Wert ist allerdings stark abhängig von den für die Energiespeicherzellen verwendeten Chemikalien. Die irreversible Beschädigung der betroffenen Energiespeicherzelle kann dabei nicht verhindert werden, es kann aber verhindert werden, dass die Beschädigung auch benachbarte Energiespeicherzellen übergreift (thermal propagation).During thermal runaway of an energy storage cell, temperatures in the range of 600°C or more can arise within a period of a few seconds. Suitable measures should be taken to reduce the energy transfer to neighboring storage cells to such an extent that the temperature of the neighboring energy storage cells does not rise excessively. Preferably, the temperature of the neighboring storage cells should not exceed 100°C. However, this value strongly depends on the chemicals used for the energy storage cells. Irreversible damage to the affected energy storage cell cannot be prevented, but it can be prevented that the damage spreads to neighboring energy storage cells (thermal propagation).

Neben dem thermischen Durchgehen ist das schadhafte Abblasen (venting) ein weiteres Schadbild einer Energiespeicherzelle. Beispielsweise werden bei Energiespeicherzellen in Form von Pouch-Zellen innerhalb der Energiespeicherzelle gebildete Gase durch eine Öffnung aus dem Foliengehäuse freigesetzt. Dieses schadhafte Abblasen kann insbesondere während eines thermischen Durchgehens auftreten. Bei einem schadhaften Abblasen sind zumeist keine oder nur moderat erhöhte Temperaturen zu beobachten. Die freigesetzten Gase sind dabei zumeist Abbauprodukte der im Inneren der Energiespeicherzelle vorhandenen Materialien, beispielsweise des Elektrolyten oder von Bindemitteln. Die freigesetzten Gase sind sehr reaktiv und können benachbarte Speicherzellen beschädigen. Insofern ist ein derartiges Ereignis kritisch für die Sicherheit eines Energiespeichersystems.In addition to thermal runaway, venting is another type of damage to an energy storage cell. For example, in pouch-type energy storage cells, gases formed within the energy storage cell are released through an opening in the foil casing. This type of venting can occur particularly during thermal runaway. In the case of a defective venting, temperatures are usually either moderately elevated or not at all. The released gases are usually degradation products of the materials present inside the energy storage cell, such as the electrolyte or binding agents. The released gases are highly reactive and can damage neighboring storage cells. Therefore, such an event is critical for the safety of an energy storage system.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Energiespeichersystem mit einer verbesserten Betriebssicherheit bereitzustellen.The invention is based on the object of providing an energy storage system with improved operational reliability.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.This object is achieved by the features of claim 1. The subclaims refer to advantageous embodiments.

Das erfindungsgemäße Energiespeichersystem umfasst ein Gehäuse, in welchem mehrere Energiespeicherzellen angeordnet sind, wobei zwischen den Energiespeicherzellen Rahmenelemente angeordnet sind, welche die Energiespeicherzellen separieren, wobei den umlaufenden Kanten der Rahmenelemente Dichtkörper zugeordnet sind, wobei die Dichtkörper zumindest abschnittsweise ein Rückschlagventil ausbilden.The energy storage system according to the invention comprises a housing in which a plurality of energy storage cells are arranged, wherein frame elements which separate the energy storage cells are arranged between the energy storage cells, wherein sealing bodies are assigned to the circumferential edges of the frame elements, wherein the sealing bodies form a check valve at least in sections.

Dementsprechend sind die Energiespeicherzellen bei dem erfindungsgemäßen Energiespeichersystem separiert und durch Rahmenelemente voneinander getrennt. Accordingly, the energy storage cells in the energy storage system according to the invention are separated and separated from one another by frame elements.

Die Rahmenelemente können dabei, je nach Ausgestaltung der Energiespeicherzellen, plattenförmig ausgebildet sein. Dabei bedecken die Rahmenelemente die Hauptseiten der Energiespeicherzellen. In den Kantenbereichen sind Dichtkörper angeordnet, wobei die Dichtkörper an den Rahmenelementen befestigt sind. Durch die Rahmenelemente und die an den Rahmenelementen befestigten Dichtkörper sind die Energiespeicherzellen einzeln verkapselt. Dadurch, dass in den Dichtkörpern zumindest abschnittsweise ein Rückschlagventil ausgebildet ist, kann ein Druckausgleich im Störfall erfolgen. Erfolgt ein störfallbedingtes Abblasen von Gasprodukten aus einer einzelnen Energiespeicherzelle baut sich in dem Raum zwischen den Rahmenelementen und dem umlaufenden Dichtkörper ein Überdruck auf, der über das Rückschlagventil abgebaut werden kann. Das Rückschlagventil kann dabei in einen Raum oder Kanal münden, in welchem die Abbauprodukte abgeführt werden können. Dabei öffnet sich nur das Rückschlagventil, welches der beschädigten Energiespeicherzelle zugeordnet ist. Die zu den benachbarten Energiespeicherzellen gehörenden Rückschlagventile bleiben verschlossen, so dass die aus der beschädigten Energiespeicherzelle austretenden Schadprodukte nicht in Kontakt mit den übrigen Energiespeicherzellen gelangen können. Dadurch kann ein Übergreifen des Störfalls auf benachbarte Energiespeicherzellen verhindert werden.Depending on the design of the energy storage cells, the frame elements can be plate-shaped. The frame elements cover the main sides of the energy storage cells. Sealing bodies are arranged in the edge areas, with the sealing bodies being attached to the frame elements. The energy storage cells are individually encapsulated by the frame elements and the sealing bodies attached to the frame elements. Because a check valve is formed in at least some sections of the sealing bodies, pressure equalization can occur in the event of a malfunction. If gas products are released from an individual energy storage cell due to a malfunction, excess pressure builds up in the space between the frame elements and the surrounding sealing body, which can be dissipated via the check valve. The check valve can open into a space or channel through which the degradation products can be discharged. In this case, only the check valve assigned to the damaged energy storage cell opens. The check valves belonging to the neighboring energy storage cells remain closed, preventing harmful products escaping from the damaged energy storage cell from coming into contact with the other energy storage cells. This prevents the incident from spreading to neighboring energy storage cells.

Die Energiespeicherzellen können jeweils zwischen Rahmenelementen angeordnet sein, wobei aus den Dichtkörpern Dichtlippen ausgebildet sind, wobei die Dichtlippen benachbarter Rahmenelemente einander zugewandt sind. Bei dieser Ausgestaltung liegen die Dichtlippen linienförmig aneinander an und die einander berührenden Abschnitte der Dichtlippen können die Rückschlagventile ausbilden. Dadurch können Schadgase an beliebigen Stellen aus den Kantenbereichen der Energiespeicherzellen austreten.The energy storage cells can each be arranged between frame elements, with sealing lips formed from the sealing bodies, with the sealing lips of adjacent frame elements facing each other. In this configuration, the sealing lips abut one another in a linear manner, and the contacting portions of the sealing lips can form the check valves. This allows harmful gases to escape from the edge areas of the energy storage cells at any location.

Die Dichtlippen können mit elastischer Vorspannung abdichten. Dadurch kann gewährleistet werden, dass keine unerwünschten Produkte von außerhalb in den Raum zwischen den Rahmenelementen und den Dichtkörpern eindringen können, in welchem die Energiespeicherzellen angeordnet sind.The sealing lips can be pre-tensioned to provide a seal. This ensures that no unwanted products from outside can penetrate the space between the frame elements and the sealing bodies, where the energy storage cells are located.

Die Dichtlippen können entgegen der Energiespeicherzellen vorgewölbt sein. Bei dieser Ausgestaltung ragen die Dichtlippen nach außen vor. Liegen die Dichtlippen darüber hinaus mit Vorspannung aneinander an, bildet sich eine Öffnung nach Art eines Rückschlagventils. Steigt im Inneren - also in dem Raum, in welchem die Energiespeicherzellen angeordnet sind - der Druck an, werden die Dichtlippen nach außen gedrückt, heben schließlich voneinander ab und geben einen Durchlass frei. Ein Druckanstieg auf der Außenseite führt im Gegensatz dazu, dass sich die Dichtlippen fester aneinander anlegen, so dass der Durchlass versperrt ist.The sealing lips can be curved inward toward the energy storage cells. In this design, the sealing lips protrude outward. If the sealing lips are also pre-tensioned against each other, an opening similar to a check valve is formed. If the pressure increases inside—i.e., in the space where the energy storage cells are located—the sealing lips are pushed outward, eventually separating from each other and opening a passage. In contrast, an increase in pressure on the outside causes the sealing lips to press more tightly against each other, blocking the passage.

Die Dichtkörper können aus elastischem Material ausgebildet sein. Dazu können die Dichtkörper beispielsweise aus einem elastomeren Dichtungswerkstoff, beispielsweise aus einem Silikonkautschuk, gefertigt sein. Bei dieser Ausgestaltung sind die Dichtlippen der Dichtkörper in sich elastisch beweglich, so dass eine besonders wirksame Rückschlagfunktion aus den Dichtlippen ausgebildet werden kann.The sealing bodies can be made of an elastic material. For this purpose, the sealing bodies can be made of an elastomeric sealing material, such as silicone rubber. In this design, the sealing lips of the sealing bodies are inherently elastically movable, allowing the sealing lips to form a particularly effective non-return function.

Die Dichtkörper können aus formstabilem Material ausgebildet sein. Hierzu ist es denkbar, die Dichtkörper in Form der Dichtlippen aus einem streifenförmigen Material auszubilden, wobei das streifenförmige Material Dichtlippen ausbildet, welche nach der Montage nach außen vorgewölbt sind. Bei dieser Ausgestaltung fungieren die Dichtlippen als Klappen und erlauben ebenfalls ein Austreten von Schadgasen von innen nach außen. Hierzu sind die Dichtkörper vorzugsweise schwenkbar an den Rahmenelementen festgelegt.The sealing bodies can be made of dimensionally stable material. For this purpose, it is conceivable to form the sealing bodies in the form of sealing lips from a strip-shaped material, with the strip-shaped material forming sealing lips that bulge outward after assembly. In this design, the sealing lips function as flaps and also allow harmful gases to escape from the inside to the outside. For this purpose, the sealing bodies are preferably pivotably attached to the frame elements.

Die Energiespeicherzellen können als Pouch-Zellen ausgebildet sein und eine umlaufende Siegelnaht aufweisen. Bei Pouch-Zellen ist das aktive Material in einer Folie angeordnet, wobei die Folie eine umlaufende Siegelnaht ausbildet. Dies ist insbesondere bei zweiteiligen Folien der Fall, zwischen denen das aktive Material angeordnet ist.The energy storage cells can be designed as pouch cells and have a circumferential sealing seam. In pouch cells, the active material is arranged in a foil, with the foil forming a circumferential sealing seam. This is particularly the case with two-part foils, between which the active material is arranged.

Die Dichtlippen können mit elastischer Vorspannung an der Siegelnaht zur Anlage gelangen. Bei dieser Ausgestaltung fungieren die Dichtkörper nicht nur als Dichtelement, sondern auch als Halteelement. Die Energiespeicherzellen sind durch die zwischen den Dichtlippen eingeklemmten Siegelnähte zwischen den Rahmenelementen fixiert. Dadurch können zusätzliche Halteelemente entfallen. Die Abdichtung des Innenraums erfolgt bei dieser Ausgestaltung jeweils zwischen Dichtlippe und Siegelnaht. An der umlaufenden Siegelnaht einer Energiespeicherzelle liegen demnach beidseitig Dichtlippen der Dichtkörper an.The sealing lips can be elastically pre-stressed to contact the sealing seam. In this design, the sealing bodies function not only as a sealing element, but also as a holding element. The energy storage cells are fixed between the frame elements by the sealing seams clamped between the sealing lips. This eliminates the need for additional holding elements. In this design, the interior is sealed between the sealing lip and the sealing seam. At the circumferential sealing seam of a The sealing lips of the sealing bodies are located on both sides of the energy storage cell.

Die Dichtkörper können formschlüssig an den Rahmenelementen gehalten sein. Dadurch vereinfacht sich die Montage und die Herstellbarkeit des Energiespeichersystems.The sealing bodies can be held in place by a form-fitting manner on the frame elements. This simplifies the assembly and manufacturability of the energy storage system.

Einige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Energiespeichersystems werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen, jeweils schematisch:

  • 1 ein Energiespeichersystem mit klappenförmigen Dichtkörpern im Schnitt;
  • 2 ein Energiespeichersystem mit elastischen Dichtkörpern im Schnitt.
Some embodiments of the energy storage system according to the invention are explained in more detail below with reference to the figures. The figures show, schematically:
  • 1 an energy storage system with flap-shaped sealing bodies in section;
  • 2 an energy storage system with elastic sealing bodies in cross-section.

Die Figuren zeigen ein Energiespeichersystem 1, umfassend ein Gehäuse 2, in welchem mehrere Energiespeicherzellen 3 angeordnet sind. Die Energiespeicherzellen 3 weisen jeweils ein Foliengehäuse auf, welches aus einer ersten Folie und einer zweiten Folie ausgebildet ist, wobei die erste Folie und die zweite Folie entlang einer umlaufenden Kante mittels einer Siegelnaht 4 stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Das Foliengehäuse nimmt eine Elektroden-Separator-Anordnung auf, wobei Elektroden im Bereich der Siegelnaht 4 aus dem Foliengehäuse hervorstehen. Über die Elektroden kann die Elektroden-Separator-Anordnung elektrisch leitend kontaktiert werden. Die erste Folie und die zweite Folie sind aus Aluminium ausgebildet und auf der Innenseite mit einer Beschichtung auf der Basis eines polyolefinischen, nicht-leitenden Haftvermittlers und auf der Außenseite mit einer Kunststoffbeschichtung auf der Basis eines Polyamids versehen. Die Energiespeicherzellen 3 sind als Lithium-Ionen-Akkumulatoren ausgebildet.The figures show an energy storage system 1, comprising a housing 2 in which a plurality of energy storage cells 3 are arranged. The energy storage cells 3 each have a film housing which is formed from a first film and a second film, wherein the first film and the second film are integrally connected to one another along a circumferential edge by means of a sealing seam 4. The film housing accommodates an electrode-separator arrangement, wherein electrodes protrude from the film housing in the region of the sealing seam 4. The electrodes can be electrically contacted via the electrodes. The first film and the second film are made of aluminum and provided on the inside with a coating based on a polyolefinic, non-conductive adhesion promoter and on the outside with a plastic coating based on a polyamide. The energy storage cells 3 are designed as lithium-ion batteries.

Die Energiespeicherzellen 3 sind durch Rahmenelemente 5 voneinander getrennt. Energiespeicherzellen 3 und Rahmenelemente 5 bilden einen sandwichartigen Aufbau. Den umlaufenden Kanten 6 der Rahmenelemente 5 sind Dichtkörper 7 zugeordnet. Die Dichtkörper 7 bilden zumindest abschnittsweise ein Rückschlagventil aus.The energy storage cells 3 are separated from each other by frame elements 5. The energy storage cells 3 and frame elements 5 form a sandwich-like structure. Sealing bodies 7 are assigned to the circumferential edges 6 of the frame elements 5. The sealing bodies 7 form a check valve, at least in sections.

Die Energiespeicherzellen 3 sind jeweils zwischen zwei Rahmenelementen 5 angeordnet, wobei aus den Dichtkörpern 7 Dichtlippen 8 ausgebildet sind, wobei die Dichtlippen 8 benachbarter Rahmenelemente 5 einander zugewandt sind. Dabei sind die Dichtlippen 8 entgegen den Energiespeicherzellen 3 vorgewölbt. Dichtlippen 8 münden dabei in einen Bereich des Gehäuses 2, der einen Abfuhrbereich bildet.The energy storage cells 3 are each arranged between two frame elements 5, with sealing lips 8 being formed from the sealing bodies 7, with the sealing lips 8 of adjacent frame elements 5 facing each other. The sealing lips 8 are curved toward the energy storage cells 3. The sealing lips 8 open into a region of the housing 2 that forms a discharge area.

Die Dichtlippen 8 liegen mit Vorspannung an den Siegelnähten 4 der Energiespeicherzellen 3 an. Erfolgt im Schadfall ein Abblasen von Schadgasen aus einer Energiespeicherzelle 3, baut sich in dem Raum zwischen den Rahmenelementen 5 und den Dichtkörpern 7 ein Überdruck auf, welcher dazu führt, dass sich die Dichtlippen 8 von der Siegelnaht 4 beabstanden und dadurch Schadgase in den Abfuhrbereich gelangen können. Bei den übrigen nicht beschädigten Energiespeicherzellen 3 liegen die Dichtkörper 7 dagegen dichtend an den Siegelnähten 4 an, so dass die aus der beschädigten Energiespeicherzelle 3 ausgetretenen Schadgase nicht in Kontakt mit den anderen Energiespeicherzellen 3 gelangen können.The sealing lips 8 rest with prestress against the sealing seams 4 of the energy storage cells 3. If, in the event of damage, harmful gases are released from an energy storage cell 3, an overpressure builds up in the space between the frame elements 5 and the sealing bodies 7, which causes the sealing lips 8 to move away from the sealing seam 4, allowing harmful gases to enter the discharge area. In the remaining undamaged energy storage cells 3, however, the sealing bodies 7 rest tightly against the sealing seams 4, so that the harmful gases escaping from the damaged energy storage cell 3 cannot come into contact with the other energy storage cells 3.

1 zeigt eine Ausgestaltung, bei welcher die Dichtkörper 7 aus formstabilem Material ausgebildet sind. Die Dichtkörper 7 sind streifenförmig ausgebildet, wobei die streifenförmigen Elemente Dichtlippen 8 bilden. Die Dichtkörper 7 sind schwenkbar an den Rahmenelementen 5 angeordnet. 1 shows an embodiment in which the sealing bodies 7 are made of dimensionally stable material. The sealing bodies 7 are strip-shaped, with the strip-shaped elements forming sealing lips 8. The sealing bodies 7 are pivotably arranged on the frame elements 5.

2 zeigt eine Ausgestaltung, bei welcher die Dichtkörper 7 aus elastischem Material ausgebildet sind. Bei der vorliegenden Ausgestaltung bestehen die Dichtkörper 7 aus elastomerem Material und sind aus Silikon-Kautschuk ausgebildet. Die Dichtkörper 7 sind formschlüssig an den Rahmenelementen 5 gehalten. Durch die elastische Ausgestaltung der Dichtkörper 7 liegen die Dichtlippen 8 mit elastischer Vorspannung an den Siegelnähten 4 der Energiespeicherzellen 3 an. 2 shows an embodiment in which the sealing bodies 7 are made of elastic material. In the present embodiment, the sealing bodies 7 are made of elastomeric material and are formed of silicone rubber. The sealing bodies 7 are held in a form-fitting manner on the frame elements 5. Due to the elastic design of the sealing bodies 7, the sealing lips 8 rest against the sealing seams 4 of the energy storage cells 3 with elastic prestress.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2 273 162 A1 [0002]EP 2 273 162 A1 [0002]

Claims (10)

Energiespeichersystem (1), umfassend ein Gehäuse (2), in welchem mehrere Energiespeicherzellen (3) angeordnet sind, wobei zwischen den Energiespeicherzellen (3) Rahmenelemente (5) angeordnet sind, welche die Energiespeicherzellen (3) separieren, wobei den umlaufenden Kanten (6) der Rahmenelemente (5) Dichtkörper (7) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtkörper (7) zumindest abschnittsweise ein Rückschlagventil ausbilden.Energy storage system (1), comprising a housing (2) in which a plurality of energy storage cells (3) are arranged, wherein frame elements (5) are arranged between the energy storage cells (3) which separate the energy storage cells (3), wherein sealing bodies (7) are assigned to the circumferential edges (6) of the frame elements (5), characterized in that the sealing bodies (7) form a check valve at least in sections. Energiespeichersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeicherzellen (3) jeweils zwischen Rahmenelementen (5) angeordnet sind, wobei aus den Dichtkörpern (7) Dichtlippen (8) ausgebildet sind, wobei die Dichtlippen (8) benachbarter Rahmenelemente (5) einander zugewandt sind.Energy storage system according to Claim 1 , characterized in that the energy storage cells (3) are each arranged between frame elements (5), wherein sealing lips (8) are formed from the sealing bodies (7), wherein the sealing lips (8) of adjacent frame elements (5) face one another. Energiespeichersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen (8) mit elastischer Vorspannung abdichten.Energy storage system according to Claim 2 , characterized in that the sealing lips (8) seal with elastic prestress. Energiespeichersystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen (8) entgegen der Energiespeicherzellen (3) vorgewölbt sind.Energy storage system according to Claim 2 or 3 , characterized in that the sealing lips (8) are curved towards the energy storage cells (3). Energiespeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtkörper (7) aus elastischem Material ausgebildet sind.Energy storage system according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the sealing bodies (7) are made of elastic material. Energiespeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtkörper (7) aus formstabilem Material ausgebildet sind.Energy storage system according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the sealing bodies (7) are made of dimensionally stable material. Energiespeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtkörper (7) schwenkbar an den Rahmenelementen (5) festgelegt sind.Energy storage system according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the sealing bodies (7) are pivotably attached to the frame elements (5). Energiespeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeicherzellen (3) als Pouch-Zellen ausgebildet sind und eine umlaufende Siegelnaht 4 aufweisen.Energy storage system according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the energy storage cells (3) are designed as pouch cells and have a circumferential sealing seam 4. Energiespeichersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen (8) mit elastischer Vorspannung an den Siegelnähten 4 zur Anlage gelangen.Energy storage system according to Claim 8 , characterized in that the sealing lips (8) come into contact with the sealing seams 4 with elastic pre-tension. Energiespeichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtkörper (7) formschlüssig an den Rahmenelementen (5) gehalten sind.Energy storage system according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the sealing bodies (7) are held positively on the frame elements (5).
DE102023132892.1A 2023-11-24 2023-11-24 Energy storage system Pending DE102023132892A1 (en)

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