[发明专利]电池单池的组件和具有这种组件的飞机

说明书

本发明说明一种具有多个在壳体（2）中彼此电连接的电池单池（1）的组件，其中，在壳体（2）中直接围绕电池单池（1）的电绝缘的冷却液体（3）在周围冲刷电池单池（1）。同样说明一种具有这种组件的飞机（12）。

技术领域

本发明涉及一种具有多个在壳体中彼此电连接的电池单池的组件。本发明还涉及一种具有这种组件的飞机。

背景技术

已知的是，不仅在固定不动的应用中、例如在风力设备中，而且在可移动的应用中、例如在电动运输工具（Elektrokraftfahrzeug）中如例如在电驱动的飞机中，锂离子蓄电池、锂聚合物蓄电池或镍金属混合物蓄电池得以使用为可再充电的电的能量存储器。

锂离子蓄电池包括正电极（阴极）和负电极（阳极），其能够在充电时可逆地存入（嵌入）锂离子（锂+）并且在放电时又能够排出（脱嵌）锂离子（锂+）。锂离子蓄电池具有高的能量密度和低的自放电。

这种电池系统由于频繁的部分放电而必须满足关于可用的能量含量、充电/放电效率、可靠性、寿命和不期望的容量损失的非常高的要求。

电池系统包括大量电池单池。基于所述电池单池的单池内阻和所发生的电化学的过程，电池单池在充电和放电期间发热。电池单池能够成排（串联）联接，以便提高电压，和/或并联联接，以便提高电池容量。在此，电池单池能够整合成电池单元或电池模块。在使用于驱动运输工具的情况下，例如能够使多个100个电池单池成串联或并联联接。在高伏特电池系统中，总电压能够由此例如为450V至600V。

对于运行电池单池所允许的温度范围典型地处在-30°C与+70°C之间、优选地在+5°C与+35°C之间。在运行温度的下部的范围中，电池单池的有效功率会明显下降。在大约0°C之下的温度的情况下，电池单池的内阻强烈地升高，并且不仅电池单池的有效功率而且电池单池的效率随着进一步降低的温度而连续地下降。在此，还会出现电池单池的不可逆的损伤。

当超过运行温度时，电池单池的有效功率也会明显下降。在大约40°C之上的温度的情况下，电池单池的寿命减少。在此，同样会出现电池单池的不可逆的损伤。此外，在电池单池中和/或在电池模块或电池之内对于运行电池单池所允许的温度差（温度梯度）典型地处在5开尔文与10开尔文之间。在更大的温度差的情况下，电池单池的不同的区域或电池模块或电池的不同的电池单池会经历不同的负载或甚至（局部地）过载和/或受损伤。此外，基于温度差和/或温度变化而存在有在电池中形成冷凝水的风险。该损伤会导致电池单池的经加速的老化或电池单池的热失控（Thermal Runaway），这对于人和环境呈现为风险。

在公开文献DE 10 2014 203 644 A1中公开一种热交换器和一种用于借助于用于引导调温器件穿过电池的管线（Leitung）对电池进行调温的方法。

为了保证电池模块或电池系统的安全性、功能和寿命，在任何情况下都要避免各个电池单池的热失控。

发明内容

本发明的任务是，说明一种解决方案，借助于所述解决方案有效地避免电池在一个或多个电池单池失控之后的热失控。

根据本发明，所提出的任务利用独立专利权利要求的组件和飞机解决。有利的改进方案在从属权利要求中说明。

每个电池单池都可能热失控。因此重要的是，防止热失控从电池单池到电池单池的的传播（类似于连锁反应）。

根据本发明，电池模块的所有电池单池都位于壳体（也被称为电池壳体）中。电池单池直接由电绝缘的冷却液体围绕。冷却液体的自然对流对于热传递是足够的。冷却液体不必主动地被置于循环中。