WO2023217359A1

WO2023217359A1 - Akkumulatorsystem

Info

Publication number: WO2023217359A1
Application number: PCT/EP2022/062694
Authority: WO
Inventors: Carsten Jähne; Johanna Böddeker; Julius Brandenburg; Pascal Lefahrt; Martin Peters
Original assignee: Intilion Ag
Priority date: 2022-05-10
Filing date: 2022-05-10
Publication date: 2023-11-16
Also published as: DE102022114192A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Akkumulatorsystem mit einer Mehrzahl von jeweils Akkumulatorzellen aufweisenden Akkumulatormodulen (2) sowie einer die Akkumulatormodule (2) beherbergenden Schrankeinheit (3), die je Akkumulatormodul (2) ein Aufnahmefach (4) bereitstellt, wobei die Schrankeinheit (3) zwei mittels einer gemeinsamen Dachhaube (7) und einem gemeinsamen Fußabschnitt (8) miteinander kombinierte Schrankelemente (5, 6) aufweist, wobei ein Schrankelement (5, 6) ein Gestell (17) aus mehreren miteinander verschweißten Profilelementen (18) aufweist, das zur Ausbildung von Aufnahmefächern (4) in in Höhenrichtung (16) übereinander angeordnete Abschnitte (26) unterteilt ist, wobei je Abschnitt (26) eine als Bodenplatte des zugehörigen Aufnahmefachs (4) dienende Tragplatte (19) für ein Akkumulatormodul (2) vorgesehen ist, wobei die von den Abschnitten (26) bereitgestellten Aufnahmefächer (4) jeweils zur Ausbildung eines Spaltraums (23) zumindest in Breitenrichtung (27) die Außenabmessungen eines Akkumulatormoduls (2) übersteigende Innenabmessungen aufweisen.

Description

Akkumulatorsystem

Die Erfindung betrifft ein Akkumulatorsystem mit einer Mehrzahl von jeweils Akkumulatorzellen aufweisenden Akkumulatormodulen sowie einer die Akkumulatormodule beherbergenden Schrankeinheit, die je Akkumulatormodul ein Aufnahmefach bereitstellt.

Akkumulatorsysteme der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik an sich gut bekannt, weshalb es eines gesonderten druckschriftlichen Nachweises an dieser Stelle nicht bedarf. Es sei deshalb auch nur beispielhaft auf die WO 2019/105570 A1 verwiesen.

Vorbekannte Akkumulatorsysteme dienen als stationäre Energiespeicher der Zwischenspeicherung von Strom. Sie verfügen über Akkumulatormodule einerseits und eine Schrankeinheit andererseits, wobei die Schrankeinheit dazu dient, die Akkumulatormodule aufzunehmen. Zu diesem Zweck verfügt die Schrankeinheit über Aufnahmefächer, wobei je Akkumulatormodul ein Aufnahmefach vorgesehen ist.

Jedes Akkumulatormodul verfügt über eine Mehrzahl von elektrisch miteinander verschalteten Akkumulatorzellen. Die Akkumulatormodule sind ihrerseits ebenfalls elektrisch miteinander verschaltet und bilden so einen Gesamtakkumulator aus, der auch als Großakkumulator bezeichnet werden kann.

Jedes Akkumulatorsystem verfügt bevorzugterweise des Weiteren über eine Steuereinheit, die insbesondere dazu dient, im Be-und/oder Entladefall eine entsprechende Ansteuerung der jeweiligen Akkumulatormodule und/oder -zellen vorzunehmen. Die Steuereinheit ist ebenso wie die Akkumulatormodule von der Schrankeinheit aufgenommen, so dass ein insgesamt autark betreibbares Akkumulatorsystem geschaffen ist.

Grundsätzlich ist es möglich, die Schrankeinheit eines Akkumulatorsystems mit Akkumulatormodulen unterschiedlicher Zelltechnologien zu bestücken. So lassen sich beispielsweise Akkumulatorsysteme auf der Basis von Bleiakkumulatorzellen oder auf der Basis von Lithium-Ionen-Akkumulatorzellen aufbauen.

Je nach eingesetzter Zelltechnologie sind besondere Anforderungen an die Schrankeinheit zu stellen, insbesondere für den Fall einer Havarie, beispielsweise in einem Brandfall. Die aus dem Stand der Technik bekannten Akkumulatorsysteme sind deshalb hinsichtlich ihrer Schrankeinheit auf die zum Einsatz kommende Zelltechnologie im Besonderen abgestimmt. Dies wird als nachteilig empfunden, weil die Bereitstellung einer auf die eingesetzte Zelltechnologie abgestimmte Schrankeinheit zusätzliche Kosten erzeugt und zudem im Wartungsfall einen erhöhten Aufwand mit sich bringt, weil eine bestimmungsgemäße Wartung voraussetzt, dass das Wartungspersonal die konstruktiven Besonderheiten einer auf die zum Einsatz kommende Zelltechnologie abgestimmten Schrankeinheit kennt.

Es ist deshalb ausgehend vom vorbenannten Stand der Technik die Aufgabe der Erfindung, ein Akkumulatorsystem der eingangs genannten Art vorzuschlagen, das es hinsichtlich seiner Schrankeinheit konstruktiv ermöglicht, in einem erweiterten Anwendungsspektrum eingesetzt werden zu können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung vorgeschlagen ein Akkumulatorsystem mit einer Mehrzahl von jeweils Akkumulatorzellen aufweisenden Akkumulatormodulen sowie einer die Akkumulatormodule beherbergenden Schrankeinheit, die je Akkumulatormodul ein Aufnahmefach bereitstellt, wobei die Schrankeinheit zwei mittels einer gemeinsamen Dachhaube und einem gemeinsamen Fußabschnitt miteinander kombinierte Schrankelemente aufweist, wobei ein Schrankelement ein Gestell aus mehreren miteinander verschweißten Profilelementen aufweist, das zur Ausbildung von Aufnahmefächern in in Höhenrichtung übereinander angeordnete Abschnitte unterteilt ist, wobei je Abschnitt eine als Bodenplatte des zugehörigen Aufnahmefachs dienende Tragplatte für ein Akkumulatormodul vorgesehen ist, wobei die von den Abschnitten bereitgestellten Aufnahmefächer jeweils zur Ausbildung eines Spaltraums zumindest in Breitenrichtung die Außenabmessungen eines Akkumulatormoduls übersteigende Innenabmessungen aufweisen.

Mit dem erfindungsgemäßen Akkumulatorsystem wird eine standardisierte Schrankeinheit vorgeschlagen. Diese ist unabhängig von der eingesetzten Zelltechnologie verwendbar, was es gestattet, eine stets gleich aufgebaute Schrankeinheit verwenden zu können. Dies vereinfacht sowohl die Herstellung als auch die Wartung, womit eine insgesamt kostengünstigere Verwendung gestattet ist.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Schrankeinheit ist hinsichtlich ihrer Konstruktion für den Havariefall ausgelegt und kann deshalb auch als „Brandschutzschrank“ oder „Brandschutzrack“ bezeichnet werden. Dabei kann die erfindungsgemäße Schrankeinheit ob ihrer Konstruktion hinsichtlich einer Zellchemie für unterschiedliche Akkumulatormodule und/oder unterschiedliche Akkumulatorzellen gleichermaßen verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Schrankeinheit besteht aus zwei miteinander kombinierten Schrankelementen. In Blickrichtung auf die Schrankeinheit sind ein rechtes Schrankelement sowie ein linkes Schrankelement vorgesehen, die auch baugleich ausgebildet sein können.

Die Schrankeinheit verfügt des Weiteren über eine Dachhaube und einen Fußabschnitt, wobei die beiden Schrankelemente mittels der Dachhaube einerseits und dem Fußabschnitt andererseits miteinander kombiniert sind. Die Dachhaube und der Fußabschnitt sind mithin mit den beiden Schrankelementen verbunden.

Jedes Schrankelement verfügt über ein Gestell, das aus mehreren miteinander verschweißten Profilelementen gebildet ist. Die Gestelle der beiden Schrankelemente sind bevorzugterweise Baugleich ausgebildet. Die aus miteinander verschweißten Profilelementen gebildeten Gestelle dienen jeweils als Traggerüst und ermöglichen die dauerhaft sichere Aufnahme auch vergleichsweise schwerer Akkumulatormodule.

Zur Aufnahme mehrerer Akkumulatormodule ist das Gestell eines Schrankelements in einzelne Abschnitte unterteilt, die in Höhenrichtung übereinander angeordnet sind. Dabei dient jeder Gestellabschnitt der Ausbildung eines separaten Aufnahmefachs zur Aufnahme jeweils eines Akkumulatormoduls.

Je Gestellabschnitt ist eine als Bodenplatte des zugehörigen Aufnahmefachs dienende Tragplatte vorgesehen. Im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall ist das vom jeweiligen Aufnahmefach aufgenommene Akkumulatormodul auf der Tragplatte abgestellt. Die Tragplatte ist bevorzugterweise mit dem Gestell verschweißt, was ebenfalls zu einer verwindungssteifen und damit insgesamt stabilen Gesamtkonstruktion beiträgt.

Die vom Gestell bereitgestellten Aufnahmefächer sind hinsichtlich ihres bereitgestellten Aufnahmeraums größer als die Außenabmessungen des im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall aufgenommenen Akkumulatormoduls ausgebildet. Erfindungsgemäß ist zu diesem Zweck vorgesehen, dass die von den Abschnitten bereitgestellten Aufnahmefächer jeweils zur Ausbildung eines Spaltraums zumindest in Breitenrichtung die Außenabmessungen eines Akkumulatormoduls übersteigende Innenabmessungen aufweisen.

Dieser konstruktionsbedingt zur Verfügung gestellte Spaltraum dient je nach eingesetzter Zellchemie dazu, im Havariefall wirkende Dämmmaterialien aufnehmen zu können.

Mit der erfindungsgemäßen Konstruktion wird mithin eine standardisierte Gestell- und damit Schrankelementkonstruktion vorgeschlagen, die es erlaubt, je nach Art der Zellen der im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall aufzunehmenden Akkumulatormodule den zur Verfügung gestellten Spaltraum für die Aufnahme eines auf die Zellchemie abgestellten Dämmmaterials zu nutzen. Sofern ein Dämmmaterial nicht oder nicht an dieser Stelle zum Einsatz kommt, kann der Spaltraum auch freigelassen werden. Im Ergebnis gestattet es die erfindungsgemäße Konstruktion mithin, eine individuelle Bestückung je nach eingesetzter Zellchemie vornehmen zu können. Damit ist die erfindungsgemäß ausgebildete Schrankeinheit zellchemieunabhängig verwendbar, womit sie in Abkehr zum Stand der Technik für in ihrer Zellchemie unterschiedliche Akkumulatormodule gleichermaßen einsetzbar ist.

Der von einem Schrankelement bereitgestellte Spaltraum erstreckt sich bevorzugterweise nicht nur in Breitenrichtung, sondern auch in Höhenrichtung. Dämmmaterialien können damit sowohl oberhalb eines Akkumulatormoduls als auch seitlich hierzu vorgesehen sein. Dabei können in Abhängigkeit der eingesetzten Zellchemie unterschiedliche Dämmstoffe zum Einsatz kommen. Auch ist es natürlich möglich, mit Blick auf einen möglichen Havariefall seitlich eines Akumulatormoduls ein anderes Dämmmaterial als für die oberseitige Abdeckung eines Akkumulatormoduls vorzusehen. Es können in diesem Zusammenhang insbesondere Brand-Dämmmaterialien aber auch Wassertaschen bzw. Wasser aufnehmende und im Havariefall Wasser abgebende Textilmaterialien zum Einsatz kommen.

Wie dies im Weiteren noch näher beschrieben werden wird, kann die Schrankeinheit des Weiteren über Luftkanäle verfügen, die eine geführte Kühlung ermöglichen, insbesondere im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall. Im Havariefall können diese Luftkanäle dazu dienen, heiße Gase aus dem Inneren der Schrankeinheit ableiten zu können, was dazu beiträgt, einen Brandüberschlag eines havarierten Akkumulatormoduls auf ein benachbartes Akkumulatormodul zu vermeiden.

Dass Akkumulatorsystem kann ferner über Sensoren verfügen, beispielsweise über Wärme-, Rauch- und/oder Gassensoren, die an die Steuereinheit des Akkumulatorsystems kommunikationstechnisch angeschlossen sind. Im Detektionsfall können so Entlüftungsklappen angesteuert und/oder verwenderseitig wahrnehmbare Warnsignale ausgelöst werden.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann das Übermaß eines Aufnahmefachs im Vergleich zum aufzunehmenden Akkumulatormodul auch dazu genutzt werden, einen Luftraum um das Akkumulatormodul herum zu schaffen. Ein solcher Luftraum kann im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall der Kühlung des Akkumulatormoduls und im Havariefall einer gezielten Entgasung bzw. Rauchgasabführung dienen. In diesem Fall erfolgt eine Dämmung eines jeden Aufnahmefachs durch außenseitig insbesondere auf die Seitenwände eines Aufnahmefachs aufgebrachte Dämmmaterialien. Zu diesem Zweck sind die Seitenwände eines Aufnahmefachs in besonderer Weise ausgebildet, wie dies im Weiteren noch näher beschrieben werden wird.

Insgesamt wird mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eine standardisierte Schrankeinheit zur Verfügung gestellt, die der zellchemieunabhängigen Aufnahme von Akkumulatormodulen dient. Dabei ist konstruktionsbedingt ein Spaltraum zwischen einem Aufnahmefach und einer von diesem Aufnahmefach aufgenommenen Akkumulatormodul vorgesehen, welcher individuell mit Dämmmaterial bestückt oder zur Belassung eines Luftraums auch freigelassen werden kann. Insbesondere bei einer Freilassung des Spaltraums ist eine Dämmung außenseitig eines Aufnahmefachs vorgesehen, wobei sowohl eine aufnahmefachaußenseitige und/oder eine aufnahmefachinnenseitige Dämmung variabel und individuell in Abhängigkeit der Zellchemie der eingesetzten Akkumulatormodule ausgesucht und montiert werden kann.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass je Aufnahmefach ein am Gestell angeordnetes Anbindungsblech zur Verbindung mit einem Akkumulatormodul vorgesehen ist. Dieses Anbindungsblech dient der positionssicheren Anordnung des Akkumulatormoduls innerhalb des zugehörigen Aufnahmefachs. Es findet bevorzugterweise eine Verschraubung mit dem am Gestell angeschweißten Anbindungsblech statt. Dies ermöglicht insbesondere im Wartungsfall eine Demontage, gestattet aber zugleich auch eine positionssichere Anordnung des Akkumulatormoduls innerhalb des Aufnahmefachs, und zwar auch dann, wenn der das Akkumulatormodul erfindungsgemäß umgebende Spaltraum frei bleibt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass der Spaltraum einen Dämmstoff beherbergt, wobei je Akkumulatormodulseite eine Dämmstoffschicht innerhalb des Aufnahmefachs angeordnet ist.

Gemäß dieser ersten Alternative der Erfindung ist vorgesehen, dass der Spaltraum mit einem Dämmstoff ausgefüllt ist. Dabei kommt je Akkumulatorseite eine Dämmschicht zum Einsatz, die innerhalb des Aufnahmeschachtes angeordnet ist, mithin zwischen dem Akkumulatormodul und einer das Aufnahmefach begrenzenden Seitenwand. Bei dieser Dämmstoffschicht kann es sich um ein textiles Brandschutzmaterial handeln, aber auch um eine Wassertasche und/oder dergleichen. Entscheidend ist, dass eine Dämmstoffschicht zum Einsatz kommt, die im Havariefall einen Brandüberschlag auf ein benachbartes Akkumulatormodul verhindern hilft.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Akkumulatormodul oberseitig eine im Aufnahmefach angeordnete Textilmatte trägt. Auch diese Textilmatte dient im Havariefall dem Brandschutz. Als Textilmatte kann insbesondere eine solche Textilmatte zum Einsatz kommen, die wasserbindend ausgebildet ist und das gebundene Wasser unter Wärmeeintrag freigibt. Dies dient einerseits einer Brandlöschung und andererseits einer Akkumulatormodulkühlung.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass je Aufnahmefach eine frontseitige und am Gestell angeordnete Abdeckung vorgesehen ist, die doppelwandig ausgebildet ist, wobei die beiden Wände unter Belassung eines Freiraums beabstandet zueinander angeordnet sind. Diese frontseitige Abdeckung ist vorzugsweise abnehmbar am Gestell angeordnet, beispielsweise durch Verschrauben. Alternativ ist auch eine Steckanordnung vorgesehen. Von Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass die Abdeckung insbesondere im Wartungsfall in einfacher Weise entfernt und nach Abschluss einer Wartung bestimmungsgemäß wieder montiert werden kann.

Die Abdeckung ist doppelwandig ausgebildet, verfügt mithin über eine Außenhaut einerseits und eine Innenhaut andererseits. Diese beiden als Innenhaut und Außenhaut dienenden Wände sind beabstandet voneinander angeordnet, womit sie einen Freiraum zwischen sich ausbilden.

Zwecks Be- und/oder Entlüftung des Aufnahmefachs weisen beide Wände jeweils Durchtrittsöffnungen auf. Diese sind unter Ausbildung einer Labyrinthführung versetzt zueinander angeordnet. Dabei dient der zwischen den beiden Wänden ausgebildete Freiraum als Labyrinthführung. Im einfachsten Fall verfügt die als Innenhaut dienende Wand in Höhenrichtung über untere Durchtrittsöffnungen und die als Außenhaut dienende Wand über in Höhenrichtung obere Öffnungen. Insbesondere im Havariefall austretende heiße Gase oder Rauch werden so unter Zwischenschaltung des Freiraums zu einer Strömungswegumlenkung gezwungen. Dies dient insbesondere der Abkühlung und sorgt ebenfalls dafür, dass mitgerissene Schmutz- und/oder Brandpartikel ausgeschleust werden können und im Freiraum zwischen den beiden Wänden der Abdeckung verbleiben.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass je Aufnahmefach am Gestell angeordnete Seitenwände vorgesehen sind, die jeweils schalenartig ausgebildet sind und aufnahmefachabgewandt einen einseitig offenen Volumenraum zur Aufnahme eines Dämmstoffmaterials aufweisen.

Die erfindungsgemäß schalenartig ausgebildeten Seitenwände sind im endmontierten Zustand vom Gestell aufgenommen, und zwar derart, dass sie von Profilelementen des Gestells nach Art eines Rahmens umgeben sind. Zur positionssicheren Anordnung der Seitenwände am Gestell können diese mit den zugehörigen Profilelementen des Gestells verschraubt, vernietet oder verschweißt sein.

Durch die wannenartige Ausgestaltung der Seitenwände ist je Seitenwand ein Volumenraum geschaffen, der außenseitig des Gestells bündig mit diesem abschließt. Dieser von einer Seitenwand zur Verfügung gestellte Volumenraum kann dazu genutzt werden, ein Dämmstoffmaterial aufzunehmen, das dann außenseitig der Seitenwand angeordnet ist.

Je Aufnahmefach ist mithin links- wie rechtsseitig jeweils eine Seitenwand vorgesehen, die konstruktionsbedingt der Aufnahme von Dämmstoffmaterial dient. Zur Lagefixierung der von den Seitenwänden der Aufnahmefächer jeweils aufgenommenen Dämmstoffmaterialien können links- wie rechtsseitig eines Schrankelements weitere Seitenwände vorgesehen sein, und zwar eine linke Seitenwand einerseits und eine rechte Seitenwand andererseits, die die mit Dämmstoffmaterial befüllten und einseitig offenen Volumenräume der Seitenwände der einzelnen Aufnahmefächer gleichermaßen abdecken.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Seitenwände auf ihrer aufnahmefachzugewandten Innenseite einen Abstandshalter aufweisen. Im endmontierten Zustand liegt ein von einem Aufnahmefach bestimmungsgemäß aufgenommenes Akkumulatormodul zwischen den Abstandshaltern der das Aufnahmefach seitlich begrenzenden Seitenwände an. Durch die Abstandshalter wird so eine ergänzende Positionssicherung des Akkumulatormoduls im zugehörigen Aufnahmefach sichergestellt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass je Aufnahmefach eine rückseitige und am Gestell angeordnete Abdeckung vorgesehen ist, die schalenartig ausgebildet ist und über eine mit Durchtrittsöffnung ausgerüstete Abdeckplatte verfügt.

Auch die rückseitigen Abdeckungen sind bevorzugterweise schalenförmig ausgebildet. Dies ermöglicht die optionale Aufnahme von Brandschutzmaterial. Zwecks Kühlung verfügt eine Abdeckung über eine mit Durchtrittsöffnungen ausgerüstete Abdeckplatte. Dies gestattet einen Luftstrom über die frontseitigen Durchtrittsöffnungen hindurch, am Akkumulatormodul seitlich vorbei bis hin zu den Durchtrittsöffnungen der rückwärtigen Abdeckplatte oder in umgekehrter Richtung. Im Ergebnis ist ein Luftkanal bereitgestellt, der zwecks Kühlung der Akkumulatoren eine Luftumspülung ermöglicht und im Havariefall das Abführen eines Abgas- oder Rauchgasstromes gestattet.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass je Schrankelement eine sich über sämtliche Aufnahmefächer erstreckende Rückwand vorgesehen ist, die zu den jeweiligen Abschlussplatten eines jeden Aufnahmefachs beabstandet angeordnet ist. Es ist so ein Zwischenraum zwischen einer Rückwand eines Schrankelements und den einzelnen rückwärtigen Abdeckungen der Aufnahmefächer geschaffen. Dabei ist die Rückwand bevorzugterweise mit Durchtrittsöffnungen ausgestattet, so dass sich insgesamt eine rückseitige Labyrinthführung ergibt, die die schon anhand der frontseitigen Labyrinthführung erörterten Vorteile erbringt. Dabei kann der Volumenraum zwischen den aufnahmefachseitigen Abdeckungen und der Schrankelementrückwand optional mit einem Dämmstoffmaterial ausgefüllt sein.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schrankeinheit eine für beide Schrankelemente gemeinsame Rückwand aufweist, die unter Ausbildung eines Luftkanals beabstandet zu den beiden Schrankelementen angeordnet ist. Gemäß diesem Vorschlag kommt eine weitere Rückwand zum Einsatz, und zwar eine Schrankeinheitrückwand. Diese ist beabstandet zu den beiden von den Schrankelementen jeweils bereitgestellten Rückwänden, womit sich ein Luftkanal zwischen der Rückwand der Schrankeinheit und den Rückwänden der Schrankelemente ausbildet. Dieser Luftkanal dient insbesondere im Havariefall der rückwärtigen Abführung von heißen Gasen, insbesondere Rauchgasen in Höhenrichtung nach oben.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die beiden Gestelle der Schrankelemente miteinander verschraubt sind. Es ist so ein sicherer Stand einerseits erreicht und andererseits eine vereinfachte Montage bzw. Demontage ermöglicht.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass je Schrankelemente eine in Höhenrichtung unterhalb des untersten Aufnahmefachs angeordnete Auffangwanne vorgesehen ist. Die Auffangwannen sind vorzugsweise verschieblich am Gestell angeordnet und können in eine Position aus dem Gestell heraus verfahren werden, so dass sie von oben zugänglich sind. Die Auffangwannen dienen insbesondere dazu, sich unter Umständen bildendes Kondenswasser sowie unter Umständen austretenden Elektrolyten auffangen zu können.

Mit der Erfindung wird ferner eine Schrankeinheit der vorbeschriebenen Art vorgeschlagen. Eine solche Schrankeinheit ergibt die schon vorstehend erläuterten Vorteile.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen

Fig. 1 in schematischer Perspektivansicht ein erfindungsgemäßes Akkumulatorsystem;

Fig. 2 in einer schematischen Frontansicht die Schrankeinheit des erfindungsgemäßen Akkumulatorsystems;

Fig. 3 in einer schematischen Seitenansicht die Schrankeinheit nach Fig. 2;

Fig. 4 in schematischer Schnittdarstellung die Schrankeinheit nach Fig. 2 gemäß Schnittlinie IV-IV;

Fig. 5 in schematischer Ansicht von unten die Schrankeinheit nach Fig. 2;

Fig. 6 in schematischer Perspektivansicht das erfindungsgemäße

Akkumulatorsystem 1 ohne Seitenwand;

Fig. 7 in schematischer Perspektivansicht das erfindungsgemäße

Akkumulatorsystem 1 ohne Seitenwand und mit herausverfahrenen

Auffangwannen;

Fig. 8 in schematischer Explosionsdarstellung das erfindungsgemäße

Akkumulatorsystem;

Fig. 9 in schematischer Perspektivansicht das erfindungsgemäße

Akkumulatorsystem mit teilweise abgenommenen Frontabdeckungen;

Fig. 10 in schematischer Frontansicht das Akkumulatorsystem nach Fig. 9;

Fig. 11 in einer Detailansicht den Ausschnitt XI nach Fig. 9;

Fig. 12 in einer Detailansicht den Ausschnitt XII nach Fig. 10;

Fig. 13 in schematischer Perspektivdarstellung das linke Schrankelement der erfindungsgemäßen Schrankeinheit;

Fig. 14 in schematischer Frontansicht das Schrankelement nach Fig. 13;

Fig. 15 in einer schematischen Seitenansicht das Schrankelement nach Fig. 13; Fig. 16 in einer schematischen Schnittdarstellung das Schrankelement nach Fig. 15 gern. Schnittlinie XVI-XVI;

Fig. 17 in schematischer Perspektivdarstellung ein rechtes Schrankelement;

Fig. 18 in schematischer Perspektivdarstellung ein Gestell eines linken Schrankelements;

Fig. 19 in schematischer Frontansicht das Gestell nach Fig. 18;

Fig. 20 in schematischer Seitenansicht das Gestell nach Fig. 18;

Fig. 21 in geschnittener Darstellung das Gestell nach Fig. 20 gern. Schnittlinie gemäß XXI-XXI;

Fig. 22 in schematischer Perspektivdarstellung ein mit Tragplatten ausgerüstetes Gestell eines Schrankelements;

Fig. 23 in schematischer Frontansicht das Gestell nach Fig. 22;

Fig. 24 in schematischer Seitenansicht das Gestell nach Fig. 22;

Fig. 25 in schematischer Frontansicht ein mit frontseitigen Abdeckungen bestücktes

Gestell eines Schrankelements;

Fig. 26 in schematischer Seitenansicht das Schrankelement nach Fig. 25;

Fig. 27 in einer schematischen Detaildarstellung der Ausschnitt XXVII nach Fig. 26;

Fig. 28 in einer schematischen Detaildarstellung den Ausschnitt XXVIII nach Fig. 26;

Fig. 29 in schematischer Perspektivdarstellung eine frontseitige Abdeckung;

Fig. 30 in einer schematischen Frontansicht die Abdeckung nach Fig. 29 und Fig. 31 in schematischer Schnittdarstellung die Abdeckung 28 nach Fig. 30 gern.

Schnittlinie XXXI-XXXI

Die Fign. 1 bis 31 lassen ein erfindungsgemäßes Akkumulatorsystem 1 sowie einzelne Baukomponenten des erfindungsgemäßen Akkumulatorsystems 1 in unterschiedlichen Ansichten erkennen. Dabei identifizieren gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile.

Wie sich insbesondere aus einer Zusammenschau der Fign. 1 bis 9 ergibt, verfügt ein erfindungsgemäßes Akkumulatorsystem 1 über eine Schrankeinheit 3 und über Akkumulatormodule 2. Dabei dient die Schrankeinheit 3 der Aufnahme der Akkumulatormodule 2, zu welchem Zweck die Schrankeinheit 3 eine Mehrzahl von Aufnahmefächern 4 bereitstellt. Dabei dient ein Aufnahmefach 4 jeweils der Aufnahme eines Akkumulatormoduls 2.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel verfügt die Schrankeinheit 3 über insgesamt 12 Aufnahmefächer 4. Dabei dienen elf dieser Aufnahmefächer 4 der jeweiligen Aufnahme eines Akkumulatormoduls 2. Es sind mithin elf Akkumulatormodule 2 durch die Schrankeinheit 3 beherbergt.

Eines der zwölf Aufnahmefächer 4 dient der Unterbringung einer Steuereinheit. Diese steht in kommunikationstechnischer Verbindung mit den Akkumulatormodulen 2 bzw. den von einem Akkumulatormodul 2 bereitgestellten Akkumulatorzellen.

Wie sich insbesondere aus der Explosionsdarstellung nach Fig. 8 ergibt, weist die Schrankeinheit 3 zwei Schrankelemente auf, nämlich ein linkes Schrankelement 5 und ein rechtes Schrankelement 6. Die beiden Schrankelemente 5 und 6 sind über eine gemeinsame Dachhaube 7 einerseits und einen gemeinsamen Fußabschnitt 8 andererseits miteinander kombiniert.

Wie die Darstellung nach Fig. 5 erkennen lässt, verfügt der Fußabschnitt 8 über einzelne miteinander verbundene Fußprofilstücke 9. Diese dienen im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall der Abstützung der beiden Schrankelemente 5 und 6. Frontseitig ist der Fußabschnitt 8 bevorzugterweise mit einer Blende 25 abgedeckt.

Die Ausgestaltung der Schrankelemente 5 bzw. 6 ist am Beispiel des linken Schrankelements 5 in den Fign. 13 bis 14 dargestellt, wohingegen Fig. 17 ein rechtes Schrankelement 6 zeigt.

Ein jedes Schrankelement 5 bzw. 6 weist ein Gestell 17 auf, wie in Fig. 18 bis 21 dargestellt. Diese Gestell 17 verfügt über einzelne miteinander verschweißte Profilelemente 18.

Zur Ausbildung von Aufnahmefächern 4 ist ein Gestell 17 in Höhenrichtung 16 in einzelne Abschnitte 26 unterteilt, wie sich dies insbesondere aus der Darstellung nach Fig. 20 ergibt.

Je Abschnitt 26 ist eine als Bodenplatte des zugehörigen Aufnahmefachs 4 dienende Tragplatte 19 für ein Akkumulatormodul 2 vorgesehen, das mit dem Gestell 17 bevorzugterweise verschweißt ist. Die Anordnung der Tragplatten 19 ergibt sich insbesondere aus den Darstellungen nach den Fign. 22 bis 24. In Höhenrichtung zu Oberst ist als Abschluss eine Deckplatte 24 angeordnet.

Die von den Abschnitten 26 bereitgestellten Aufnahmefächer 4 weisen jeweils zur Ausbildung eines Spaltraums 23 zumindest in Breitenrichtung 27 Innenabmessungen auf, die die Außenabmessungen eines Akkumulatormoduls 2 übersteigen. Dieser Sachzusammenhang ergibt sich insbesondere aus einer Zusammenschau der Fign. 9 bis 12. Dieser Spaltraum 23 kann zwecks Bildung eines Luftkanals entweder offengelassen oder mit einem Dämmstoffmaterial ausgefüllt sein.

Wie sich insbesondere aus der Detaildarstellung nach Fig. 20 ergibt, ist jede Tragplatte 19 randseitig von einer Schiene 20 abgestützt. Dabei kann die Tragplatte 19 entweder mit dieser Schiene 20 und/oder mit einem Profilelement 18 des Gestells 17 verschweißt sein.

Zur lagesicheren Anordnung eines Akkumulatormoduls 2 innerhalb eines Aufnahmefachs 4 sind je Aufnahmefach 4 bevorzugterweise zwei Anbindungsbleche 21 vorgesehen, mit denen das Akkumulatormodul 2 verschraubt ist. Fig. 11 lässt mit Bezug auf das hier gezeigte Akkumulatormodul 2 ein rechtes Anbindungsblech 21 erkennen.

Zur positionssicheren Anordnung eines Akkumulatormoduls 2 innerhalb eines Aufnahmefachs 4 sind zudem Abstandshalter 22 vorgesehen, wie sich diese insbesondere aus den Darstellungen 16 und 26 ergeben.

Ein jedes Aufnahmefach 4 verfügt über Seitenwände 15. Diese Seitenwände 15 stellen aufnahmefachseitig die Abstandshalter 22 bereit. Dabei ist ein Akkumulatormodul im endmontierten Zustand zwischen den beiden Abstandshaltern 22 eines Aufnahmefachs 4 angeordnet.

Wie insbesondere eine Zusammenschau der Fign. 13 und 22 erkennen lässt, ist eine jede Seitenwand 15 wannenartig ausgebildet und stellt einen einseitig offenen Volumenraum 38 bereit, der im endmontierten Zustand bündig mit den Profilelementen 18 des Gestells 17 außenseitig abschließt.

Aufnahmefachseitig ist der von einer Seitenwand 15 bereitgestellte Volumenraum 38 durch eine Abdeckplatte begrenzt. Der Volumenraum 38 dient der optionalen Aufnahme von Dämmstoffmaterial.

Ein jedes Aufnahmefach 4 ist rückseitig mit einer ebenfalls schalenartig ausgebildeten Abdeckung 28 ausgerüstet, mit der das zugehörige Aufnahmefach rückwärtig verschlossen ist. Dabei verfügt eine Abdeckung 28 über eine mit Durchtrittsöffnungen 29 ausgerüstete Abdeckplatte 39.

Wie sich insbesondere aus einer Zusammenschau der Fign. 26 und 28 ergibt, ist je Schrankelement eine rückwärtige Rückwand 30 vorgesehen, die die einzelne Abdeckungen 28 der Aufnahmefläche 4 überspannt. Dabei wird zwischen der Rückwand 30 des Schrankelements 5 bzw. 6 und den einzelnen Abdeckungen 28 der Aufnahmefächer 4 ein Spaltraum 32 ausgebildet. In der Rückwand 30 ausgebildete Durchbrüche 31 sind in Höhenrichtung 16 versetzt zu den Durchtrittsöffnungen 29 in den Abdeckungen 28 ausgebildet, womit insgesamt eine Labyrinthführung entsteht.

Vorderseitig ist je Aufnahmefach 4 eine frontseitige Abdeckung 12 vorgesehen, wie sich dies aus einer Zusammenschau insbesondere der Fign. 27 bis 31 ergibt.

Eine frontseitige Abdeckung 12 ist doppelwandig ausgebildet und verfügt über die beiden unter Belassung eines Freiraums 37 beabstandet zueinander angeordnete Wände 33 und 34. Dabei verfügen beide Wände 33 und 34 jeweils über Durchtrittsöffnungen 35 und 36. Dabei sind im gezeigten Ausführungsbeispiel die Durchtrittsöffnungen 36 in der Wand 34 buchstabenförmig ausgebildet.

Im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall kann über die frontseitigen Durchtrittsöffnungen 35 und 36 Kühlluft in die jeweiligen Aufnahmefächer 4 gelangen und in den zu den Seitenwänden eines Aufnahmefachs 4 beabstandet angeordneten Akkumulatormodule 2 vorbeistreichen. Über die rückwärtigen Durchtrittsöffnungen erfolgt eine Luftabgabe.

In einem möglichen Havariefall kann über den vorbeschriebenen Luftweg auch eine Rauchgasabführung erfolgen.

Die beiden Schrankelemente 5 und 6 sind von einem Gehäuse der Schrankeinheit 3 aufgenommen, die über einer Rückwand 10 und zwei Seitenwände 13 verfügt. Dabei ist die Rückwand 10 unter Ausbildung eines Luftkanals 11 beabstandet zu den Rückwänden 30 der Schrankelemente 5 und 6 angeordnet. Die Seitenwände 13 verschließen indes die von den jeweiligen Seitenwänden 15 der Schrankelemente 5 und 3 bereitgestellten Volumenräume 38.

Jedes Schrankelement 5 bzw. 6 verfügt des Weiteren über eine jeweilige Auffangwanne 14, die verschieblich angeordnet ist und beispielsweise der Aufnahme von unter Umständen austretenden Elektrolyt dient.

Die vorbeschriebene Konstruktion ist in vorteilhafter Weise standardisiert ausgebildet und ermöglicht die Aufnahme von Akkumulatormodulen 2 unabhängig von deren Zellchemie. Je nach eingesetzter Zellchemie kann der von der Schrankeinheit 3 konstruktiv bereitgestellte Freiraum zur individuellen Bestückung mit Dämmstoffmaterialien genutzt werden, so dass ein an die Zellchemie angepasste Brandschutz- und Havariesicherung erfolgen kann. Bezugszeichen

1 Akkumulatorsystem 21 Anbindungsblech

2 Akkumulatormodul 22 Abstandshalter

3 Schrankeinheit 23 Spaltraum

4 Aufnahmefach 25 24 Deckplatte

5 Schrankelement, links 25 Blende

6 Schrankelement, rechts 26 Abschnitt

7 Dachhaube 27 Breitenrichtung

8 Fußabschnitt 28 Abdeckung

9 Fußprofilstück so 29 Durchtrittsöffnung

10 Rückwand 30 Rückwand

11 Luftkanal 31 Durchtrittsöffnung

12 Abdeckung 32 Spaltraum

13 Seitenwand 33 Wand

14 Auffangwanne 35 34 Wand

15 Seitenwand 35 Durchtrittsöffnung

16 Höhenrichtung 36 Durchtrittsöffnung

17 Gestell 37 Freiraum

18 Profilelement 38 Volumenraum

19 T ragplatte 40 39 Abdeckplatte

20 Schiene

Claims

Patentansprüche

1. Akkumulatorsystem mit einer Mehrzahl von jeweils Akkumulatorzellen aufweisenden Akkumulatormodulen (2) sowie einer die Akkumulatormodule (2) beherbergenden Schrankeinheit (3), die je Akkumulatormodul (2) ein Aufnahmefach (4) bereitstellt, wobei die Schrankeinheit (3) zwei mittels einer gemeinsamen Dachhaube (7) und einem gemeinsamen Fußabschnitt (8) miteinander kombinierte Schrankelemente (5, 6) aufweist, wobei ein Schrankelement (5, 6) ein Gestell (17) aus mehreren miteinander verschweißten Profilelementen (18) aufweist, das zur Ausbildung von Aufnahmefächern (4) in in Höhenrichtung (16) übereinander angeordnete Abschnitte (26) unterteilt ist, wobei je Abschnitt (26) eine als Bodenplatte des zugehörigen Aufnahmefachs (4) dienende Tragplatte (19) für ein Akkumulatormodul (2) vorgesehen ist, wobei die von den Abschnitten (26) bereitgestellten Aufnahmefächer (4) jeweils zur Ausbildung eines Spaltraums (23) zumindest in Breitenrichtung (27) die Außenabmessungen eines Akkumulatormoduls (2) übersteigende Innenabmessungen aufweisen.

2. Akkumulatorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass je Aufnahmefach (4) ein am Gestell angeordnetes Anbindungsblech (21) zur Verbindung mit einem Akkumulatormodul (2) vorgesehen ist.

3. Akkumulatorsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spaltraum (23) einen Dämmstoff beherbergt, wobei je Akkkumulatormodulseite eine Dämmstoffschicht innerhalb des Aufnahmefachs (4) angeordnet ist.

4. Akkumulatorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Akkumulatormodul (2) oberseitig eine im Aufnahmefach (4) angeordnete Textilmatte, insbesondere eine wasserbindende und unter Wärmeeinwirkung wasserfreigebende Textilmatte trägt.

5. Akkumulatorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je Aufnahmefach (4) eine frontseitige und am Gestell (17) angeordnete Abdeckung (12) vorgesehen ist, die doppelwandig ausgebildet ist, wobei die beiden Wände (33, 34) unter Belassung eines Freiraums (37) beabstandet zueinander angeordnet sind. Akkumulatorsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wände (33, 34) unter Ausbildung einer Labyrinthführung versetzt zueinander angeordnete Durchtrittsöffnungen (35, 36) aufweisen. Akkumulatorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je Aufnahmefach (4) am Gestell (17) angeordnete Seitenwände (15) vorgesehen sind, die jeweils schalenartig ausgebildet sind und aufnahmefachabgewandt einen einseitig offenen Volumenraum (38) zur Aufnahme eines Dämmstoffmaterials aufweisen. Akkumulatorsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die

Seitenwände (15) auf ihrer aufnahmefachzugewandten Innenseite einen

Abstandshalter (22) aufweisen. Akkumulatorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je Aufnahmefach (4) eine rückseitige und am Gestell (17) angeordnete Abdeckung (28) vorgesehen ist, die schalenartig ausgebildet ist und über eine mit Durchtrittsöffnungen (29) ausgerüstete Abdeckplatte (39) verfügt. Akkumulatorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je Schrankelement (5, 6) eine sich über sämtliche Aufnahmefächer (4) erstreckende Rückwand (30) vorgesehen ist, die zu den jeweiligen Abdeckplatten (39) eines jeden Aufnahmefachs (4) beabstandet angeordnet ist. Akkumulatorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrankeinheit (3) eine für beide Schrankelemente (5, 6) gemeinsame Rückwand (10) aufweist, die unter Ausbildung eines Luftkanals (11) beabstandet zu den beiden Schrankelementen (5, 6) angeordnet ist. Akkumulatorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gestelle (17) der Schrankelemente (5, 6) miteinander verschraubt sind. Akkumulatorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je Schrankelement (5, 6) eine in Höhenrichtung (16) unterhalb des zu unterst angeordneten Aufnahmefachs (4) angeordnete Auffangwanne (14) vorgesehen ist. Schrankeinheit für ein Akkumulatorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13, wobei die Schrankeinheit (3) zwei mittels einer gemeinsamen Dachhaube (7) und einem gemeinsamen Fußabschnitt (8) miteinander kombinierte Schrankelemente (5, 6) aufweist, wobei ein Schrankelement (5, 6) ein Gestell (17) aus mehreren miteinander verschweißten Profilelementen (18) aufweist, das zur Ausbildung von Aufnahmefächern (4) in in Höhenrichtung (16) übereinander angeordnete Abschnitte (26) unterteilt ist, wobei je Abschnitt (26) eine als Bodenplatte des zugehörigen Aufnahmefachs dienende Tragplatte (19) für ein Akkumulatormodul (2) vorgesehen ist, wobei die von den Abschnitten (26) bereitgestellten Aufnahmefächer (4) jeweils zur Ausbildung eines Spaltraums (23) zumindest in Breitenrichtung (27) die Abmessungen eines Akkumulatormoduls (2) übersteigende Innenabmessungen aufweisen.