(57)【要約】  電気化学的エネルギー貯蔵セルは、エネルギー貯蔵セルを動作させるために設けられている当該エネルギー貯蔵セルの少なくとも一つの電気的接続部を遮断するための電流遮断装置を有している。前記エネルギー貯蔵セルはさらに放電装置を有しており、当該放電装置は、前記エネルギー貯蔵セルを動作させるために設けられている、前記エネルギー貯蔵セルの少なくとも一つの電気的接続部が前記電流遮断装置によって遮断されているとき、前記エネルギー貯蔵セルの完全な、または部分的な放電を可能にする。これによりエネルギー貯蔵セルの放電、およびそれとともにエネルギー貯蔵セルの安全な輸送と安全な貯蔵が可能となるが、同時に過充電によって損傷を受けた可能性のあるエネルギー貯蔵セルのさらなる動作が防止される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー貯蔵セルを動作させるために設けられている当該エネルギー貯蔵セルの少なくとも一つの電気的接続部を遮断するための電流遮断装置を有する電気化学的エネルギー貯蔵セルにおいて、
前記エネルギー貯蔵セルは放電装置を有しており、
当該放電装置は、前記エネルギー貯蔵セルを作動させるために設けられている前記エネルギー貯蔵セルの少なくとも一つの電気的接続部が前記電流遮断装置によって遮断されているとき、前記エネルギー貯蔵セルの完全な、または部分的な放電を可能にすることを特徴とする電気化学的エネルギー貯蔵セル。
【請求項２】
前記放電装置は、前記エネルギー貯蔵セルの外部からアクセス可能な少なくとも一つの安全接触子を有しており、
当該安全接触子は、前記エネルギー貯蔵セルを動作させるために設けられている前記エネルギー貯蔵セルの前記電気的接続部とは異なっていることを特徴とする請求項１に記載の電気化学的エネルギー貯蔵セル。
【請求項３】
前記エネルギー貯蔵セルは、前記安全接触子を介して、完全にまたは部分的に放電され得ることを特徴とする請求項２に記載の電気化学的エネルギー貯蔵セル。
【請求項４】
前記安全接触子を介して前記エネルギー貯蔵セルの少なくとも一つの動作パラメータ、特に電圧、開路電圧、電流、または温度が測定され得ることを特徴とする請求項２または３に記載の電気化学的エネルギー貯蔵セル。
【請求項５】
前記少なくとも一つの動作パラメータの前記測定によって、前記エネルギー貯蔵セルの少なくとも一つの状態パラメータ、特に充電状態、最大容量、または内部抵抗が決定され得ることを特徴とする請求項４に記載の電気化学的エネルギー貯蔵セル。
【請求項６】
前記少なくとも一つの動作パラメータの測定および／または前記少なくとも一つの状態パラメータの決定を介して、前記エネルギー貯蔵セルの前記少なくとも一つの動作パラメータまたは状態パラメータに対する所定の領域が順守されているか、検査され得ることを特徴とする請求項４または５に記載の電気化学的エネルギー貯蔵セル。
【請求項７】
前記少なくとも一つの動作パラメータまたは状態パラメータに対する所定の領域は、エネルギー貯蔵セルの型式に依存していることを特徴とする請求項６に記載の電気化学的エネルギー貯蔵セル。
【請求項８】
前記エネルギー貯蔵セルの前記型式は、前記少なくとも一つの測定された動作パラメータおよび／または前記少なくとも一つの決定された状態パラメータを介して検出され得ることを特徴とする請求項７に記載の電気化学的エネルギー貯蔵セル。
【請求項９】
前記エネルギー貯蔵セルは、データを伝送するためのデータ伝送手段を有しており、
当該データ伝送手段は、前記エネルギー貯蔵セルの前記型式をコード化された形で含んでおり、
前記エネルギー貯蔵セルの前記型式は、当該データから検出され得ることを特徴とする請求項７または８に記載の電気化学的エネルギー貯蔵セル。
【請求項１０】
前記データ伝送手段は、ＲＦＩＤ技術を用いることを特徴とする請求項９に記載の電気化学的エネルギー貯蔵セル。
【請求項１１】
前記放電装置は、前記エネルギー貯蔵セル内部に少なくとも一つの安全接触子を有していることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の電気化学的エネルギー貯蔵セル。
【請求項１２】
前記エネルギー貯蔵セルの完全な、または部分的な放電は、前記エネルギー貯蔵セル内部の前記少なくとも一つの安全接触子を用いて、前記エネルギー貯蔵セルの外部から開始され得ることを特徴とする請求項１１に記載の電気化学的エネルギー貯蔵セル。
【請求項１３】
前記放電の開始は、前記エネルギー貯蔵セル内部の前記少なくとも一つの安全接触子を用いて、前記エネルギー貯蔵セルの外部から当該エネルギー貯蔵セルの一つまたは複数の箇所に及ぼされる圧力によって行われることを特徴とする請求項１２に記載の電気化学的エネルギー貯蔵セル。
【請求項１４】
前記放電装置は、当該放電の際に短絡を回避するための手段、特に少なくとも一つの抵抗を有していることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の電気化学的エネルギー貯蔵セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先出願である特許文献１の全ての内容はここに言及することにより、本出願の構成要素となる。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、エネルギー貯蔵セルを動作させるために設けられているエネルギー貯蔵セルの少なくとも一つの電気的接続部を遮断するための電流遮断装置を有する電気化学的エネルギー貯蔵セルに関する。
【０００３】
ここで電気化学的エネルギー貯蔵セルとは、電気エネルギーを化学的に貯蔵するとともに当該エネルギーを電流の形で放出するための装置のことである。このとき再充電可能なセル、例えばリチウムイオンセルであってよく、あるいは再充電できないセル、例えばアルカリ・バッテリーセルであってもよい。
【０００４】
考慮される種類の電気化学的エネルギー貯蔵セルは通常の実施では、以下のように構成されている。すなわち、エネルギー貯蔵セルは平坦に形成されたアノードとカソードから成る電極構造体を有しており、当該アノードとカソードは互いに当接しながら交互に設けられており、隣接する二つの電極ごとに、同様に平坦なセパレータによって互いに分離されている。電極とセパレータから成る構造体は特に液体の電解質で充填されており、固いハウジング、または柔軟なハウジングによって包囲されている。
【０００５】
電気エネルギーをエネルギー貯蔵セルから放出すること、および／または電気エネルギーをエネルギー貯蔵セルに供給することは、電極と接合されている導電体を介して行われる。当該導電体はそれぞれ、アノードもしくはカソードの全てまたは一部に対して結束されるとともに、二つまたはそれ以上の電気的接続部としてセルハウジングから外部にガイドされる。当該接続部を介して、エネルギー貯蔵セルは動作中に、消費部に電気エネルギーを放出するために放電され得、もしくは、再充電可能なエネルギー貯蔵セルの場合は、充電もされ得る。さらに、エネルギー貯蔵セルは当該接続部を介して、例えば直列接続または並列接続により、他のエネルギー貯蔵セルと相互接続されてバッテリーモジュールになる。
【０００６】
最後の段落で挙げられたエネルギー貯蔵セルの電気的接続部は電流導体または電極とも称されるが、本発明の文脈においてはエネルギー貯蔵セルを動作させるために設けられているエネルギー貯蔵セルの電気的接続部と称される。
【０００７】
電気化学的エネルギー貯蔵セルの動作時、一定の状況においてセルハウジング内部で、特に再充電可能なエネルギー貯蔵セルの場合に過充電の結果として、大きな発熱および／または気体の発生が生じる可能性がある。これらの結果は最終的に過熱に至り、極端な場合は発火もしくは過剰圧力を生じさせ、極端な場合はエネルギー貯蔵セルの爆発に至る。二つの結果はいずれもエネルギー貯蔵セルの動作に対して大きな安全上の危険となるものである。
【０００８】
発生した熱を好適な冷却装置によって排出すること、もしくは発生した気体を好適な換気装置によって排出することと並んで、両方の場合において、動作させるために設けられているエネルギー貯蔵セルの電気的接続部を介して、電気エネルギーをエネルギー貯蔵セルに供給すること、または電気エネルギーをエネルギー貯蔵セルから放出することをさらに行い、それによって例えばさらなる過充電を即座に遮断することが有利である。
【０００９】
このために、例えばエネルギー貯蔵セルの過充電の結果として過熱もしくは過剰圧力が生じた場合、いわゆる「電流遮断装置（ＣＩＤ）」が用いられ、当該電流遮断装置は動作のために設けられている電気的接続部を遮断し、それとともにエネルギー貯蔵セルへの電流および／またはエネルギー貯蔵セルからの電流を遮断する。このような電流遮断装置は過熱もしくは過剰圧力を回避するための装置、例えば破裂可能なメンブランの形の圧力逃がし弁と連結されていてよく、当該連結は例えばメンブランと同時に導電体が破裂することによって行われる。しかしながら電流遮断装置は、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）、または他のトランジスタ、ヒューズ、回路、あるいはリレーなどの電気機械的、電気的、または電子工学的構成要素によって実現されていてもよい。
【００１０】
上記の種類の装置は以下において電流遮断装置と称される。
【００１１】
従来の電流遮断装置を用いる場合、当該電流遮断装置が可逆的でないという問題が生じる。すなわち従来の電流遮断装置は一回だけしか作動できず、電流遮断装置の作動によって、電気エネルギーをエネルギー貯蔵セルから放出すること、および／または電気エネルギーをエネルギー貯蔵セルに供給することの可能性は回復不能に失われる。
【００１２】
上記の点は以下の理由によって特に問題である。すなわち、エネルギー貯蔵セルは電流遮断装置の作動時に一般的に完全に充電されており、従って大きなエネルギー量を含んでいる。エネルギー貯蔵セルは同時に過充電と、それに付随する発熱および／またはガス発生の結果、損傷を受けている可能性さえある。これはエネルギー貯蔵セル内でいわゆる「ホットスポット」（特に大きな発熱を有する箇所）または短絡が発生するという観点から危険であり、そのうえ、危険なエネルギー貯蔵セルおよび／または損傷されたエネルギー貯蔵セルは場合によって、運搬することや戸外に貯蔵することが許されないため、エネルギー貯蔵セルの運搬処理の可能性を損なう。
【００１３】
電流遮断装置が不可逆的に作動された後、貯蔵されたエネルギーをエネルギー貯蔵セルから管理された放電という形で放出することはできなくなるので、上記の危険を取り除く可能性はない。
【００１４】
これに対して、電流遮断装置を可逆的に構成することも知られている。しかしながらこれは、主にエネルギー貯蔵セルが電流遮断装置の作動後も通常の動作で使用され得ることを想定している。
【００１５】
このように特許文献２には例えば、熱によって変形可能な材料から成る封止プレートと圧力逃がし弁とを有する電気化学セルが記載されている。封止プレートはセルの過熱の際、圧力逃がし弁を解放すると同時にセルの電流回路を遮断する。セル温度が再び通常の大きさに戻ると、封止プレートは再び初期位置に戻り、遮断された電流回路を回復させる。
【００１６】
さらに特許文献３は、好ましくは不可逆的な電流遮断装置に対して、しかしながら可逆的な電流遮断装置に対しても、形状記憶金属またはバイメタルを用いることを提案している。
【００１７】
従来技術に属する二つの解決において、以下の問題が生じる。すなわち、エネルギー貯蔵セルは電流遮断装置の作動後、まだ放電され得るが、同時に過充電の結果として損傷を受けている可能性があり、それにもかかわらずさらに作動され得る。これは結果として、潜在的な安全上の危険性を表すものである。
【００１８】
さらにこれら二つの解決では、電流遮断装置の初期化および、それとともに電流遮断の解除が、エネルギー貯蔵セルにおける温度もしくは圧力の回帰によって開始され、そのために使用者、例えば整備員または非常時における救助隊は限定的にしか影響を及ぼせない。これにより、例えば事故に見舞われた電気自動車のバッテリーが迅速に放電され得ず、それによって乗客の救出と自動車の回収を行えないという事態を招く可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１１０１５８２９．４号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／０２７５２９８号明細書
【特許文献３】米国特許第５９９８０５１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
従って本発明は、電流遮断装置を有する電気化学的エネルギー貯蔵セルの動作および取扱いの際の安全性を高めることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の課題は請求項１に記載のエネルギー貯蔵セルによって解決される。本発明の有利なさらなる構成は従属請求項に記載されている。
【００２２】
本発明に係るエネルギー貯蔵セルは放電装置を有しており、当該放電装置は、エネルギー貯蔵セルを動作させるために設けられている当該エネルギー貯蔵セルの少なくとも一つの電気的接続部が電流遮断装置によって遮断されているとき、エネルギー貯蔵セルの完全な、または部分的な放電を可能にする。
【００２３】
以前に完全に充電されたエネルギー貯蔵セルはこのとき、当該エネルギー貯蔵セルの最大容量のおよそ４０％から７５％となるように放電されるが、これは当該充電状態が、比較的短い時間でエネルギー貯蔵セルの安定的な状態に達するのに十分であり、それによって安全な輸送と安全な貯蔵を可能にするという理由による。
【００２４】
本発明によれば電流遮断装置は、エネルギー貯蔵セルを動作させるために設けられている電気的接続部の遮断が再び解除され、それにより（潜在的に危険な）エネルギー貯蔵セルのさらなる動作が可能にされるという意味で、可逆的ではない。本発明に係る放電装置は非動作状態におけるエネルギー貯蔵セルを完全に、または部分的に放電させる可能性を供するのみである。放電装置を介する放電は好ましくは、エネルギー貯蔵セルが当該エネルギー貯蔵セルによって駆動される機器、例えば電気自動車から取り出されたときにも実施され得る。
【００２５】
放電装置は好ましくは操作者によって作動され、それによって放電が開始され得る。このとき放電の時点は自由に選択され得る。特に操作者は、例えばセルにおける圧力または温度が一定の値以下に低下するまで放電を待つ必要はない。
【００２６】
放電装置は完全にハウジング内部に設けられていてよく、または少なくとも部分的にエネルギー貯蔵セルのハウジングの外部に設けられていてもよい。
【００２７】
最後に挙げた場合の例として放電装置は、本発明の特に好適な実施の形態において、エネルギー貯蔵セルの外部からアクセス可能な少なくとも一つの安全接触子を有しており、当該安全接触子はエネルギー貯蔵セルを動作させるために設けられているエネルギー貯蔵セルの電気的接続部とは異なっている。
【００２８】
こうしてエネルギー貯蔵セルは好ましくは当該安全接触子を介してさらなる安全接触子と接続されて、あるいはまたバッテリーの電気的接続部と接続されて、完全にまたは部分的に放電され得る。当該放電は例えば二つの接触子もしくは接続部が、エネルギー貯蔵セルのハウジングの外部の導電体または好適な放電回路を介して架橋されることによって行われる。安全接触子はこのときエネルギー貯蔵セルの内部で目的に適うように電流導体と接続されている。
【００２９】
同時に、異なる接触子（安全接触子もしくは電気的接続部）であって、好ましくは付加的に、異なり、かつ非互換性のプラグを備えている、および／または異なる形成、例えば異なる形または色によって特徴づけられている異なる接触子に基づいて、エネルギー貯蔵セルを意図せずに、あるいは不適切に、継続して動作させることが避けられる。
【００３０】
電流遮断装置が電子機器によって実現されている場合、電流遮断装置は少なくとも一つの安全接触子のための特殊な接続部を提供し得、その場合、安全接触子はエネルギー貯蔵セルの内部で当該特殊な接続部に接続されている。この場合、電流遮断装置における相応の回路構造体によって例えば、エネルギー貯蔵セルは電流遮断装置の始動後にのみ安全接触子を介して放電され得るが、電流遮断装置の始動の前、すなわちエネルギー貯蔵セルの通常の動作中は放電され得ないことも確実にされ得る。これにより、通常の動作中は安全接触子を介して意図しない放電が行われることはあり得ず、それにより動作安全性がさらに高められる。
【００３１】
本発明のさらなる特に好ましい実施の形態において、安全接触子を介してエネルギー貯蔵セルの少なくとも一つの動作パラメータが測定され得る。この場合、動作パラメータとは物理的な瞬時値を表すエネルギー貯蔵セルのパラメータのことであり、特に電圧（例えば開路電圧）、電流、または温度である。当該測定はエネルギー貯蔵セルの動作および機能を監視することと、診断することに役立つ。
【００３２】
このために用いられる安全接触子は、場合によっては同時に、エネルギー貯蔵セルの放電の機能を果たし得、あるいは、動作パラメータを測定する目的のためにのみ設けられていてもよい。
【００３３】
少なくとも一つの動作パラメータの測定は外部センサ、例えば電流センサ、または測定機器を介して行われ得、あるいはエネルギー貯蔵セルに内蔵されているようなセンサまたは測定機器を介しても行われ得る。後者の場合、安全接触子は好ましくは、動作パラメータを規定する物理値をそれ自体で提供せず、動作パラメータの表示を（例えばデジタル式に）コード化された形で提供するであろう。その場合、動作パラメータは外部のデータ処理機器を介して、好適なデータ伝送プロトコルを用いて問い合わせられ得る。
【００３４】
本発明のさらなる特に好ましい実施の形態において、少なくとも一つの動作パラメータの測定によって、エネルギー貯蔵セルの少なくとも一つの状態パラメータが決定され得る。このとき状態パラメータとは、エネルギー貯蔵セルの状態を表すとともに、おそらく間接的にのみ例えば少なくとも一つの動作パラメータから導出可能である物理値であると理解され、特に充電状態、最大容量、または内部抵抗のことである。このために測定された単独または複数の動作パラメータは好適な方法で、（基本的に既知の）計算規則および／またはアルゴリズムによって処理され、および／または組み合わせられ、それによって少なくとも一つの状態パラメータを決定する。
【００３５】
測定された単独または複数の動作パラメータから少なくとも一つの状態パラメータを決定することは、好ましくは外部のデータ処理機器、例えばマイクロプロセッサ制御された測定機器またはコンピュータを介して行われる。
【００３６】
上記の種類の状態パラメータは、操作者に対して、エネルギー貯蔵セルのさらなる処理（例えば輸送、貯蔵、または再利用）のための重要な指示を与えることができる。
【００３７】
動作パラメータの測定も、状態パラメータの決定も、エネルギー貯蔵セルに駆動力を供給される機器、例えば電気自動車内、あるいは当該電気自動車の構成要素内に固定式に取り付けられた装置によって行われ得る。このような固定式に取り付けられた装置は例えば、エネルギー貯蔵セルがさらなるエネルギー貯蔵セルとともに組み込まれているバッテリーモジュール内に設けられていてよい。
【００３８】
当然ながら動作パラメータもしくは状態パラメータの測定または決定は、すでにエネルギー貯蔵セルの動作中に、すなわち電流遮断装置の始動と関わりなく、行われ得る。エネルギー貯蔵セルの動作パラメータおよび／または状態パラメータを用いて、例えばバッテリーマネジメントシステムが作動され得る。
【００３９】
本発明のさらなる好適な実施の形態において、少なくとも一つの動作パラメータの測定および／または少なくとも一つの状態パラメータの決定を介して、エネルギー貯蔵セルの少なくとも一つの動作パラメータまたは状態パラメータに対する所定の領域が順守されているか、検査され得る。当該検査の例は許容される貯蔵温度または輸送に対して許容される回路電圧の順守である。
【００４０】
本発明のさらなる好適な実施の形態において、上記の所定の領域は実際には、（例えば製造者、型式番号、バッチ番号によって規定される）エネルギー貯蔵セルの型式に依存し得る。これにより個々のパラメータ領域の順守を、エネルギー貯蔵セルの型式に対して個々に検査する可能性が生じる。
【００４１】
この目的のために本発明のさらなる好適な実施の形態において、エネルギー貯蔵セルの型式は、少なくとも一つの測定された動作パラメータおよび／または少なくとも一つの決定された状態パラメータを介して、例えば当該応用の対象となるエネルギー貯蔵セルの型式を備える、外部測定機器に格納されたテーブルとの比較によって、検出され得る。
【００４２】
このとき識別基準として、例えばエネルギー貯蔵セルの最大容量が用いられ得るが、個々の型式に対して用いられる識別基準の可能な領域は重なり合ってはならず、それどころか互いに比較的大きな距離を有するべきであり、それによって当該エネルギー貯蔵セルを既知の型式に一義的に割り当てることが保証される。
【００４３】
本発明のさらなる好適な実施の形態においてエネルギー貯蔵セルは、データを伝送するためのデータ伝送手段を有しており、当該データ伝送手段はエネルギー貯蔵セルの型式をコード化された形で含んでいる。この場合、エネルギー貯蔵セルの型式は当該データから検出され得る。エネルギー貯蔵セルのコード化された型式の伝達は例えば、上記のコード化されたパラメータ値の伝達の場合と同様、安全接触子を介して好ましくはデジタル型式で行われる。
【００４４】
さらなる好適な実施の形態において上記のデータ伝送手段はＲＦＩＤ技術（ＲＦＩＤ＝無線自動識別）を用いる。このときエネルギー貯蔵セルはいわゆるＲＦＩＤタグを有しており、当該ＲＦＩＤタグ内に当該エネルギー貯蔵セルの型式がコード化された形で記憶されている。ＲＦＩＤタグは外部のＲＦＩＤ読み取り装置によって無線で作動される、および／または読み取られ得る。すでに長い間用いられているＲＦＩＤ技術によって、エネルギー貯蔵セルの型式を確実かつ迅速に伝送かつ認識することが保証される。
【００４５】
さらなる好適な実施の形態において放電装置は、エネルギー貯蔵セル内部に少なくとも一つの安全接触子を有している。当該構造は、安全接触子に対してエネルギー貯蔵セルのハウジングのさらなる貫通部を設ける必要がないという有利点を有している。当該貫通部には密閉および／または腐食の問題が生じる可能性が付随する。
【００４６】
本発明のさらなる好適な実施の形態において、エネルギー貯蔵セルの完全な、または部分的な放電は、エネルギー貯蔵セル内部の少なくとも一つの安全接触子を用いて、エネルギー貯蔵セルの外部から開始され得る。これは好ましくは、安全接触子がエネルギー貯蔵セル内部のさらなる安全接触子、導体、またはその他の構成要素と導電的に接触させられ、それによって放電が開始されることによって行われる。
【００４７】
放電の際に自由になるエネルギーは好ましくは熱に変換され、当該熱はエネルギー貯蔵セルのハウジングを貫通して、いずれにしても設けられる冷却装置を用いて排出される。電流遮断装置の作動後のエネルギー貯蔵セルの放電は、一般にエネルギー貯蔵セルを取り外した状態で行われるので、エネルギー貯蔵セルはその後、さらなるより効率的な冷却装置と結合されてもよい。
【００４８】
しかしながら放電の際に生じるエネルギーを熱以外のエネルギー型式、例えば高エネルギーマイクロ波放射線に、あるいは誘導により時間的に変動する磁場に変換し、当該型式でエネルギー貯蔵セルのハウジングから排出することも想定可能である。
【００４９】
本発明のさらなる好適な実施の形態において放電の開始は、エネルギー貯蔵セル内部の少なくとも一つの安全接触子を用いて、エネルギー貯蔵セルの外部から当該エネルギー貯蔵セルの一つまたは複数の箇所に及ぼされる圧力によって行われる。
【００５０】
そのために特殊なトングのような器具が設けられていてよく、当該器具を介して正確に規定された強さの圧力が、エネルギー貯蔵セルのハウジング上の正確に規定された形の平面に及ぼされ得る。これによって、例えば輸送や取り付けの際にエネルギー貯蔵セルを不適切に取り扱うことにより、放電が意図せずに開始されることが回避される。
【００５１】
上記の実施の形態は、エネルギー貯蔵セルがいずれにしても柔軟なジャケットを有している場合（例えばいわゆるパウチ型セルまたはコーヒーバッグ型セル）、有利である。それに対してエネルギー貯蔵セルが柔軟性のないジャケットを有している場合、ハウジングの特定の箇所に切り欠き部が設けられ、当該切り欠き部は柔軟な材料で再び封止されており、その後当該柔軟な材料に対して、外部から放電を開始させるための圧力が及ぼされる。
【００５２】
さらに放電を他の方法、例えば一定の曲げ、延伸、圧縮、捩りなどの一定の運動によって、および非機械的な方法、例えば電波、音波、誘導を介して伝送される特殊な信号によって開始することも考えられる。
【００５３】
さらなる好適な実施の形態において放電装置は、放電の際に短絡を回避するための手段、特に少なくとも一つの抵抗を有している。当該手段によって放電されたエネルギーを、当該エネルギーを排出するために、熱のような他のエネルギー型式に変換することも行われ得る。
【００５４】
特に放電が、エネルギー貯蔵セル内部の安全接触子に対する外部からの圧力によって開始されるとき、エネルギー貯蔵セル内部に電極／セパレータ構造体を当該圧力から保護する手段、例えば当該構造体の周囲に設けられる機械的補強部を設け、それによってエネルギー貯蔵セル内部の短絡を防止することはさらに目的に適っている。
【００５５】
本発明に係るエネルギー貯蔵セルの可能な実施の形態が以下の、部分的に概略的な図面に示されている。図面に示すのは以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】外部からアクセス可能な安全接触子を有する本発明に係るエネルギー貯蔵セルを示す図である。
【図２】内部に設けられた安全接触子を有する本発明に係るエネルギー貯蔵セルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
図１はいわゆるパウチ型セル１を示している。これは平坦かつ矩形の蓄電池セル、例えばリチウムイオンセルであり、交互に積み重ねられた層を成す電極シートおよびセパレータシートを有しており、当該電極シートおよびセパレータシートは金属プラスチック複合材料から成る柔軟なジャケット２内に封入されている。
【００５８】
セルの動作中の充電および放電は負極３および正極４を介して行われ、当該負極および正極は薄い金属箔としてセル１の端面においてジャケット２から外部にガイドされている。
【００５９】
パウチ型セル１は、同種のさらなる多数のセル、および冷却システム、バッテリーマネジメントシステム、およびセルを機械的に保護するための安定したハウジングなどのさらなる装置と共にバッテリーモジュールに統合されるために設けられている。このとき多数のセルはセル電圧を増倍させるために直列に接続されてセル列となり、さらにバッテリー出力を増大させるために複数のこのようなセル列が並列に接続される。
【００６０】
パウチ型セル１は当該パウチ型セルの内部に（図に示さない）電流遮断装置（ＣＩＤ）を含んでおり、当該電流遮断装置はセル１の過充電の際、電極構造体と電極３，４との接続を遮断する。
【００６１】
さらにパウチ型セル１の長手側において、安全接触子５，６が同様に薄い金属箔の形でジャケット２から外部にガイドされている。安全接触子５，６を他の形で、例えば他の一の側面、あるいは異なる側面に設けることも当然可能である。
【００６２】
ＣＩＤが始動され、それによって電極３，４を介してそれ以上電流が流れられなくなると、セル１は安全接触子５，６を介してさらに放電され得る。このとき自由になる電気エネルギーは抵抗を介して熱に変換され、バッテリーモジュール内に設けられている冷却システムを介して排出され得る。代替的にセル１は放電の前にバッテリーモジュールから取り外されてもよい。
【００６３】
図２は本発明に係るパウチ型セル１であって、セルの内部に安全接触子を有する（図に示されていない）ものを示している。この場合、放電はジャケット２内の二つの円形領域７，８に同時に圧力を及ぼすことによって開始される。領域７，８のそれぞれの下方にはセル内部に、電気回路の形の安全接触子が設けられており、当該電気回路は個々の領域７，８に及ぼされる圧力によって閉鎖される。領域７，８においてジャケット２は残りの領域におけるよりも薄く、それによって感圧性が大きくなるように構成されており、それによってジャケットにもたらされる圧力をその下にある安全接触子に目標を定めて伝達する。二つの安全接触子は直列式に接続されており、それによって二つの安全接触子に同時に圧力が及ぼされることによってしか、セル内部の電流回路は閉鎖されず、当該電流回路はセル内部でセル１の放電を生じさせる。
【００６４】
二つの領域７，８は好適に小さいので、当該領域の下に設けられている安全接触子は、セル１を手で操作する際に誤って指で作動され得ない。むしろ、二つの薄いピン、または特殊なトングを用いて領域７，８に同時に圧力を及ぼすことによって、安全接触子を始動させることが行われる。
【００６５】
装着が完成したバッテリーモジュールにおいて個々のセル１は、スペースを節約するように、平坦かつ互いに密に当接した状態で設けられているので、図２による実施の形態においてセル１が取り付けられている状態で、安全接触子を介してセル１の放電を行うことは純粋に機械的にもあり得ない。高いエネルギー密度を有するセルの場合、バッテリーモジュール内の放電は、バッテリーモジュール独自の冷却システムがこれによって過負荷状態になると、熱放散に関する問題を生じさせる恐れがあるので、この点は有利である。
【符号の説明】
【００６６】
１  パウチ型セル
２  ジャケット
３  負極
４  正極
５，６  安全接触子
７，８  ジャケット内の円形領域
【図１】
2014514693.tif 000003
【図２】
2014514693.tif 000004
【国際調査報告】
2014514693.tif 000005
2014514693.tif 000006
2014514693.tif 000007
2014514693.tif 000008
2014514693.tif 000009
2014514693.tif 000010
2014514693.tif 000011
2014514693.tif 000012