具有快速放電單元的電池組電池和其快速放電方法與流程

2023-10-09 00:20:24

本發明涉及具有兩個能夠從電池組電池之內和/或之外接觸的電池組電池端子和例如被構造為極組（Jelly Roll）的電化學部件的電池組電池，所述電化學部件包括多個電極和至少一個分離器。在此，所述至少一個分離器在達到所預定義的溫度時對於能夠在電化學部件中產生的離子來說至少部分地變得不能通過。此外，本發明涉及用於這種電池組電池的快速放電方法。本發明還涉及具有帶有至少一個這種電池組電池的電池組的電池組系統。

背景技術：

已知的是，電池組電池在存在故障的情況下或者由於過量的荷載可以呈現臨界的或者危險的行為。這種行為可以包括電池組電池的由於在電池組電池的內部中出現的放熱反應所觸發的熱穿通、電池組電池的脫氣、電池組電池中火的形成和/或甚至電池組電池的爆炸。被構造為電化學能量存儲器的電池組電池包括如下電化學部件，所述電化學部件例如以極組的形式來構造。

技術實現要素：

根據本發明提供如下電池組電池，所述電池組電池具有兩個能夠從所述電池組電池之內和/或之外接觸的電池組電池端子和例如被構造為極組的電化學部件。在此，電化學部件包括多個電極和至少一個分離器。所述至少一個分離器在達到預定義的溫度時對於能夠在電化學部件中產生的離子來說至少部分地變得不可通過。根據本發明的電池組電池具有快速放電單元，所述快速放電單元能夠接通到電池組電池端子之間並且具有預定義的電阻值。預定義的電阻值被選擇成，使得在接通的快速放電單元的情況下所述至少一個分離器達到預定義的溫度。在此，所述至少一個分離器在電池組電池的內部中的短路路徑缺席的情況下在預定義的第一時間段之內達到預定義的溫度。此外，所述至少一個分離器在存在短路路徑的情況下在預定義的第二時間段之內達到預定義的溫度。第一和第二時間段分別在接通快速放電單元時開始並且分別在達到預定義的溫度時結束。

從屬權利要求示出本發明的優選的改進方案。

優選地，第一時間段的持續時間等於第二時間段的持續時間。

在之前所描述的電池組電池中有利的是，流過快速放電單元的具有高的電流值的放電電流導致整個電池組電池的加熱，所述加熱又導致所述至少一個分離器在第一或第二時間段之內至少部分地去激活。在此，流過快速放電單元的放電電流的電流值的高度通過選擇預定義的電阻值來確定。至少部分地去激活所述至少一個分離器可以在危險情形期間被引入，在所述危險情形中例如在電池組電池的內部中出現或者可能出現短路路徑並且在所述危險情形中電池組電池因此可能呈現臨界的或者危險的行為。這種行為也可以包括電池組電池的熱穿通。至少部分地去激活所述至少一個分離器在此通過如下方式來實現，即該分離器在第一或第二時間段之內達到預定義的溫度並且由此對於能夠在電化學部件中產生的離子來說至少部分地變得不可通過。以這種方式可以在存在危險情形時減小由電池組電池產生的放電電流的電流值以及由此也減小電池組電池的進一步加熱。因此在危險情形期間可以避免電池組電池的臨界的或者危險的行為的出現、尤其所述電池組電池的熱穿通。如果例如所述至少一個分離器在達到預定義的溫度時在所述分離器的總面積的85%的部分面積之內對於之前所提到的離子來說變得不可通過，則由電池組電池產生的放電電流的電流值在大約40Ah的電池組電池容量的情況下典型地將小於或等於100A。如果所述至少一個分離器在達到預定義的溫度時在其總面積之內對於之前所提到的離子來說變得不可通過，則由電池組電池產生的放電電流的電流值被減小到0A。在兩種情況下，電化學部件的電極通過所述至少一個分離器來相互電絕緣。

在包括兩個能夠從電池組電池之內和/或之外接觸的電池組電池端子的之前所描述的電池組電池的情況下，所述兩個電池組電池端子可以被構造為電池組電池的電池組電池殼體的部分。在此，快速放電單元此外可以被布置在電池組電池殼體之內或者之外或者被構造為電池組電池殼體的部分。

根據本發明的優選的第一改進方案，預定義的電阻值被選擇成，使得在短路路徑缺席的情況下第一電能量數量低於第一能量極限值。在此，第一能量數量與如下能量數量一致，所述能量數量在短路路徑缺席時由於流過快速放電單元的放電電流在可變的第三時間段期間被轉換成熱量。第三時間段與第一時間段同時開始並且具有最大的持續時間，所述持續時間大於或等於第一時間段的持續時間。

在之前所描述的電池組電池的情況下，第一能量極限值優選地被選擇成，使得僅僅在其被第一能量數量超出時可以出現整個電池組的過熱，所述過熱觸發電池組電池的熱穿通。

在之前所描述的電池組電池的情況下，至少一個分離器優選地具有至少一個陶瓷塗層。

根據本發明的優選的第二改進方案，所述第二改進方案可以與優選的第一改進方案和/或其設計方案組合，之前所描述的電池組電池包括控制單元。控制單元被構造用於在預定義的第四時間段之內接通快速放電單元。在此，第四時間段在識別如下危險情形之後立即開始，在所述危險情形中在電池組電池的內部中出現或者可以出現短路路徑或者在所述危險情形中預料到電池組電池的即將來臨的臨界行為的高的風險。此外，第四時間段在接通快速放電單元時結束。

在之前所描述的電池組的情況下，在被接通的快速放電單元和/或在存在短路路徑的情況下由電池組電池產生的放電電流優選地等於能夠由相應的電池組電池最大地產生的放電電流。

之前所描述的電池組電池（在所述電池組電池中在存在短路路徑的情況下快速放電單元被接通）的優點是，經由快速放電單元延伸的快速放電路徑被產生，所述快速放電路徑與所述短路路徑並行接通。在此，由電池組電池產生的放電電流在短路路徑和快速放電路徑之間進行劃分並且因此不完全地流過短路路徑。這意味著，在存在短路路徑和被接通的快速放電單元的情況下由電池組電池所產生的放電電流等於流過快速放電單元的放電電流和流過短路路徑的放電電流的總和。由此通過接通快速放電單元來減小流過短路路徑的放電電流的電流值並且因此也避免包括短路路徑的電池組電池區域的過熱。同時，流過快速放電單元的放電電流導致整個電池組電池的加熱，所述加熱又導致至少一個分離器並且因此同樣電池組電池在預定義的第二時間之內至少部分地被去激活。

之前所提到的危險情形可以由於之前所描述的電池組電池的損傷而被引起，所述損傷例如可能由於事故或者特別猛烈的機械衝擊而出現。這種衝擊可以通過電池組電池的跌落、碰撞或者衝撞而引起。之前所提到的危險情形此外可以由於之前所描述的電池組電池的過量的載荷或者存在於其中的電氣故障而出現，所述電氣故障例如通過相應的電池組電池的內部中的短路而被引起。

根據本發明的優選的第三改進方案，所述第三改進方案可以與之前所描述的改進方案和/或其設計方案中的一個或多個進行組合，之前所提到的危險情形可以在之前所描述的電池組電池的安全性測試期間或者在其運行期間出現。

根據本發明的優選的第四改進方案，所述第四改進方案可以與之前所描述的改進方案和/或其設計方案中的一個或多個進行組合，在安全性測試期間在之前所描述的電池組電池的內部中短路路徑通過藉助於釘子來貫穿相應的電池組電池來產生。

根據本發明的優選的第五改進方案，所述第五改進方案可以與之前所描述的改進方案和/或其設計方案中的一個或多個進行組合，電化學部件被構造並且優選地之前所描述的電池組電池被確定大小，使得第二和第三電能量數量分別低於第二能量極限值。替代地或者附加地，第二和第三能量數量的總和低於第三能量極限值。在此，當在存在短路路徑的情況下第四時間段的持續時間低於時間極限值並且預定義的電阻值低於電阻極限值時，第二和第三能量數量和/或其總和分別低於相應的能量極限值。第二能量數量與如下能量數量一致，所述能量數量在存在短路路徑的情況下由於流過短路路徑的放電電流在可變的第五時間段期間被轉換成熱量。第三能量數量與如下能量數量一致，所述能量數量在存在短路路徑的情況下由於流過快速放電單元的放電電流在第五時間段期間被轉換成熱量。第五時間段與第二時間段同時開始並且具有最大的持續時間，所述持續時間大於或者等於第二時間段的持續時間。

根據本發明的優選的第六改進方案，所述第六改進方案可以與之前所描述的改進方案和/或其設計方案中的一個或多個進行組合，第二能量極限值小於第三能量極限值。替代地或者附加地，第三能量極限值小於或者等於第一能量極限值。

在之前所描述的電池組電池的情況下，第二能量極限值優選地被選擇成，使得僅僅在其被第二和/或第三能量數量超出時才可能出現包括短路路徑的電池組電池區域的過熱，所述過熱觸發電池組電池的熱穿通。此外在之前所描述的電池組電池的情況下，第三能量極限值優選地被選擇成，使得僅僅在其被第二和第三能量數量的總和超出時才可能出現整個電池組電池的過熱，所述過熱觸發電池組電池的熱穿通。

之前所描述的電池組電池——在所述電池組電池的情況下第一能量數量低於第一能量極限值——的優點是，避免相應的整個電池組電池的過熱，所述過熱導致電池組電池的熱穿通的觸發。在此也避免至少一個分離器的能夠通過這種過熱產生的收縮或者熔融以及因此也避免能夠通過至少一個分離器的收縮或者熔融而在相應的電池組電池的內部中產生的短路。相同的優點也對於之前所描述的電池組電池得出，在所述電池組電池的情況下第二和第三能量數量的總和低於第三能量極限值。

之前所描述的電池組電池——在所述電池組電池的情況下第二和第三能量數量分別低於第二能量極限值——的優點是，避免包括短路路徑的電池組電池部分區域的過熱，所述過熱導致相應的電池組電池的熱穿通的觸發。

之前所描述的電池組電池優選地是稜柱形的電池組電池或者袋式電池組電池或者圓形電池組電池或者具有另一機械形式的電池組電池。之前所描述的電池組電池進一步優選地是鋰離子電池組電池和/或應用於汽車領域中和/或靜止能量存儲器中的電池組電池。

在之前所描述的電池組電池的情況下，能夠由相應的電池組電池最大地提供的放電電流的電流值和/或流過被接通的快速放電單元的放電電流的電流值可以位於如下值範圍中，所述值範圍對於40Ah的示例性的電池組電池容量來說從5·103A延伸至10·103A。

在之前所描述的為具有40Ah的示例性的電池組電池容量的鋰離子電池組電池的電池組電池的情況下，快速放電單元的預定義的電阻值可以小於或者等於1·10-4Ω或者1·10-3Ω或者位於如下值範圍中，所述值範圍從1·10-4Ω延伸至1·10-3Ω。

在之前所描述的電池組電池——所述電池組電池是應用於汽車領域中的或者靜止能量存儲其中的稜柱形的電池組電池並且具有40Ah的示例性的電池組電池容量——的情況下，第一和/或第二時間段（在所述第一和/或第二時間段期間所述至少一個分離器達到預定義的溫度）的持續時間可以位於如下值範圍中，所述值範圍從20s延伸至30s。在這種情況下，第一和/或第二時間段的持續時間可以優選地具有30s的值。

在具有40Ah的示例性的電池組電池容量的之前所描述的電池組電池——在所述電池組電池的情況下第四時間段的持續時間低於時間極限值——的情況下，時間極限值可以小於或者等於250·10-3s。在這種情況下，第四時間段的持續時間例如可以具有100·10-3s的值。

優選地，能夠由之前所描述的電池組電池最大地產生的放電電流的電流值和/或流過被接通的快速放電單元的放電電流的電流值和/或流過短路路徑的放電電流的電流值分別依賴於電池組電池化學和/或電池組電池大小。

優選地，第一和/或第二時間段的持續時間和/或用於限定第四時間段的時間極限值依賴於電池組電池大小和/或依賴於直接之前所提到的放電電流中的至少一個和/或依賴於至少一個分離器的特性。

本發明的另一方面涉及用於使之前所描述的電池組電池快速放電的方法，在所述方法中第一和第二步驟被執行。第一步驟包括識別之前所提到的危險情形，在所述危險情形中電池組電池處於如下狀態中，在所述狀態中短路路徑出現或者能夠出現在電池組電池的內部中或者在所述狀態中預料到相應的電池組電池的即將來臨的臨界的行為的高的風險。第二步驟包括在存在危險情形的情況下將快速放電單元接通到兩個能夠從電池組電池之內和/或之外接觸的電池組電池端子之間。在此，快速放電單元不僅可以被布置在電池組電池殼體之內而且可以被布置在電池組電池殼體之外並且與兩個電池組電池端子電連接。優選地，在預定義的第四時間段之內進行所述接通。

本發明的另一方面涉及具有帶有至少一個之前所描述的電池組電池的電池組的電池組系統。

附圖說明

隨後參照所附的附圖來詳細地描述本發明的實施例。相同的附圖標記分別被用於相同的組件和參數。每個組件和每個參數分別被介紹一次並且在重複時分別作為已經已知的來處理，而不依賴於：相應的組件或者相應的參數重複地出現在其中的分別相應的描述部分涉及哪個附圖。在附圖中：

圖1是根據本發明的第一實施方式的電池組電池，其中電池組電池具有快速放電單元和短路路徑。

圖2是等於能夠由電池組電池最大地產生的放電電流的第一放電電流的依賴於時間的變化過程，流過短路路徑的第二放電電流的依賴於時間的變化過程以及流過快速放電單元的第三放電電流的依賴於時間的變化過程，以及

圖3是由於第二放電電流被轉換成熱量的第二能量數量的依賴於時間的變化過程，由於第三放電電流被轉換成熱量的第三能量數量的依賴於時間的變化過程以及第二和第三能量數量的總和的依賴於時間的變化過程。

具體實施方式

圖1示出根據本發明的第一實施方式的電池組電池10。電池組電池10包括第一電池組電池端子11和第二電池組電池端子12。兩個電池組電池端子11、12能夠從電池組電池10之內以及之外接觸。電池組電池10此外包括例如被構造為極組的電化學部件20，所述電化學部件包括兩個薄膜形的電極（未單獨地示出）。電化學部件20提供電池組電池10的空載電壓U0並且具有內阻21。第一電池組電池端子11與兩個電極中的第一電極連接。第一電池組電池端子11和第一電極之間的連接具有第一電阻15。第二電池組電池端子12與兩個電極中的第二電極連接。第二電池組電池端子12和第二電極之間的連接具有第二電阻16。

電池組電池10此外包括分離器（未單獨地示出），所述分離器在達到預定義的溫度時對於能夠在電化學部件20中產生的離子來說變得不可通過。當分離器達到預定義的溫度時，因此進行所述分離器的至少部分的去激活，通過所述去激活來減小由電池組電池10所產生的放電電流的電流值。電池組電池10此外包括快速放電單元30，所述快速放電單元在圖1中的示意圖中被示出為第三電阻31和能夠控制的開關32的組合。在此，第三電阻31的電阻值對應於被激活的快速放電單元30的預定義的電阻值。此外，開關32是快速放電單元的激活狀態。如果開關32斷開，則快速放電單元30不被接通到兩個電池組電池端子11、12之間並且因此也不被激活。如果開關32閉合，則快速放電單元30被接通到兩個電池組電池端子11、12之間並且因此也被激活。電池組電池10包括控制單元（未單獨地示出），所述控制單元被構造用於操控、即斷開以及閉合開關32。通過接通快速放電單元30來產生快速放電路徑，所述快速放電路徑經由快速放電單元30以及電池組電池端子11、12和電極之間的連接而延伸。快速放電路徑的電阻值依賴於快速放電單元30的至少一個第三電阻31的預定義的電阻值以及依賴於電池組電池端子11、12和電極之間的連接的第一和第二電阻15、16的電阻值。替代於之前所描述的實現，在所述實現中快速放電單元30被布置在電池組電池10的電池組電池殼體17之外，快速放電單元30也可以被布置在電池組電池殼體17之內並且與電化學部件20連接或者也可以被構造為電池組電池殼體17的部分。

根據第一實施方式，電池組電池10遭受如下危險情形，所述危險情形由安全性測試引起，在所述安全性測試期間在電池組電池10的內部中產生短路路徑。短路路徑例如在安全性測試期間通過藉助於釘子來貫穿電池組電池10來產生。短路路徑的電阻值典型地強烈地依賴於薄膜形的電極的電阻值以及微弱地依賴於釘子的電阻值。

在此，預定義的電阻值被選擇成，使得在被接通的快速放電單元30的情況下分離器在短路路徑缺席的情況下在預定義的第一時間段之內達到預定義的溫度並且在短路路徑存在的情況下在預定義的第二時間段之內達到預定義的溫度。第一和第二時間段分別在接通快速放電單元30時開始以及分別在達到預定義的溫度時結束。

此外，至少一個電阻31的預定義的電阻值被選擇成，使得在短路路徑缺席以及被接通的快速放電單元30的情況下第一電能量數量低於第一能量極限值。第一能量數量與如下能量數量一致，所述能量數量在短路路徑缺席以及被接通的快速放電單元30的情況下由於流過快速放電單元30的放電電流在可變的第三時間段期間被轉化成熱量。第三時間段與第一時間段同時開始並且具有最大的持續時間，所述持續時間大於或者等於第一時間段的持續時間。在此，第一能量極限值被選擇成，使得僅僅在其被第一能量數量超出時才能夠出現整個電池組10的過熱，所述過熱觸發電池組電池10的熱穿通。

如果快速放電單元30在例如通過藉助於釘子來貫穿電池組電池10或者由於電池組電池故障或者電池組電池損傷來產生的短路路徑存在時不被接通，則進行包括短路路徑的電池組電池部分區域的局部的加熱。該局部的加熱由如下放電電流引起，所述放電電流流過短路路徑。該局部的加熱儘管分離器的至少部分的去激活仍可以是電池組電池部分區域的局部的過熱，所述局部的過熱導致電池組電池部分區域的如下溫度，所述溫度超出臨界的溫度極限值。臨界的溫度極限值的超出可以觸發電池組電池10的熱穿通。

根據第一實施方式，控制單元被構造用於通過閉合開關32在預定義的第四時間段之內接通快速放電單元30。在此，第四時間段在藉助於釘子來貫穿電池組電池10之後或者在識別另一電池組電池損傷或者電池組電池內部的短路之後立即開始。此外，第四時間段在接通快速放電單元30時結束。

在圖1中以I1來表示由電池組電池10在存在短路路徑以及被接通的快速放電單元30的情況下所產生的第一放電電流。此外以I2來表示第二放電電流，所述第二放電電流在存在短路路徑以及被接通的快速放電單元30的情況下流過短路路徑。也以I3來表示第三放電電流，所述第三放電電流在存在短路路徑以及被接通的快速放電單元30的情況下流過快速放電單元30。在此，第一放電電流I1等於第二放電電流I2和第三放電電流I3的總和。

根據第一實施方式，電化學部件20被構造以及優選地電池組電池10被確定大小，使得第二和第三電能量數量分別低於第二能量極限值。此外電化學部件20被構造以及優選地電池組電池10被確定大小，使得第二和第三能量數量的總和也低於第三能量極限值。在此，當在存在短路路徑的情況下第四時間段的持續時間低於時間極限值並且至少一個電阻31的預定義的電阻值低於電阻極限值時，第二和第三能量數量以及其總和分別低於相應的能量極限值。第二能量數量與如下能量數量一致，所述能量數量在存在短路路徑以及被接通的快速放電單元30的情況下由於流過短路路徑的第二放電電流I2在可變的第五時間段期間被轉換成熱量。第三能量數量與如下能量數量一致，所述能量數量在存在短路路徑以及被接通的快速放電單元30的情況下由於流過快速放電單元30的第三放電電流I3在第五時間段期間被轉換成熱量。第五時間段與第二時間段同時開始並且具有如下最大的持續時間，所述持續時間大於或者等於第二時間段的持續時間。此外，第二能量極限值被選擇成，使得僅僅在其被第二能量數量和/或第三能量數量超出時可以出現包括短路路徑的電池組電池區域的局部的過熱，所述過熱觸發電池組電池10的熱穿通。此外，第三能量極限值被選擇成，使得僅僅在其被第二和第三能量數量的總和超出時可以出現整個的電池組電池10的過熱，所述過熱觸發電池組電池10的熱穿通。

第一能量極限值、第二能量極限值和第三能量極限值分別依賴於電池組電池10的電池組電池化學。

下面藉助於基於電壓的第一計算模型以及基於電流的第二計算模型來解釋電池組電池10的工作方式。

根據第一計算模型，空載電壓U0依賴於電池組電池10的充電狀態。此外，電化學部件20的內阻21具有依賴於時間的電阻值。

根據第二計算模型，能夠由電池組電池10最大地產生的也被稱為最大放電電流的放電電流具有依賴於時間的電流值，所述電流值此外依賴於電池組電池化學以及優選地也依賴於電池組電池10的電池組電池大小。此外，電化學部件20的內阻21具有依賴於時間的電阻值，所述電阻值此外依賴於最大放電電流的電流值。

根據每個計算模型，快速放電單元30的接通在短路路徑缺席時導致出現流過快速放電單元30的第三放電電流I3。這導致出現電池組電池端子11、12和電極之間的連接中的每一個上的壓降。這又導致出現由電化學部件20施加在兩個電池組電池端子11、12之間的端電壓，所述端電壓相對於空載電壓U0是不同的。

根據第一計算模型，在存在短路路徑以及被接通的快速放電單元30的情況下流過快速放電單元30的第三放電電流I3的高的電流值導致在電化學部件20的內阻21上下降的第一電壓U1的高的電壓值。這又導致在短路路徑上下降的第二電壓U2的減小的電壓值。這又導致第二放電電流I2的減小的電流值以及因此也導致包括短路路徑的電池組電池部分區域的減小的局部的加熱，所述加熱主要由第二放電電流I2引起。在圖1中以U3來表示第三電壓，所述第三電壓在存在短路路徑以及被接通的快速放電單元30的情況下在快速放電單元30上下降。

根據第二計算模型，在短路路徑缺席以及被接通的快速放電單元30的情況下流過快速放電單元30的放電電流等於最大放電電流。這裡，之前所定義的第一能量數量與如下電能量數量一致，所述電能量數量由於流過快速放電單元30的最大放電電流在可變的第三時間段期間被轉換成熱量。

根據第二計算模型，在存在短路路徑以及被接通的快速放電單元30的情況下第一放電電流I1等於最大放電電流。通過在存在短路路徑時接通快速放電單元30，經由快速放電單元30延伸的快速放電路徑與短路路徑並行接通。當快速放電路徑30與短路路徑並行接通時，最大放電電流等於流過短路路徑的第二放電電流I2與流過快速放電單元30的第三放電電流I3的總和。此外，最大放電電流在短路路徑和快速放電路徑之間根據兩個路徑的電阻值之間的商來劃分。根據第二計算模型，在存在短路路徑時接通快速放電單元30導致第三放電電流I3的高的電流值。這又導致第二放電電流I2的減小的電流值以及因此這裡也導致包括短路路徑的電池組電池部分區域的減小的局部的加熱，所述加熱主要由第二放電電流I2引起。當該局部的加熱導致電池組電池部分區域的低於臨界的溫度極限值的溫度時，可以避免電池組電池10的熱穿通。

圖2分別根據之前定義的可變的第五時間段來示出之前定義的第一放電電流I1的變化過程、之前定義的並且流過短路路徑的第二放電電流I2的變化過程以及之前定義的並且流過快速放電單元30的第三放電電流I3的變化過程。這裡，在接通快速放電單元之後第一放電電流I1等於最大放電電流IM並且最大放電電流IM等於第二放電電流I2和第三放電電流I3的總和。在圖3中以t1來表示之前定義的第四時間段的持續時間。圖3分別根據可變的第五時間段來示出之前定義的第二能量數量E2的變化過程、之前定義的第三能量數量E3的變化過程以及第二能量數量E2和第三能量數量E3的總和E23。在圖3中所示出的變化過程當存在在圖2中示出的變化過程時出現。在圖2和3中所示出的變化過程分別在應用第二計算模型時被確定。當第四時間段的持續時間t1低於之前定義的時間極限值並且至少一個第三電阻31的預定義的電阻低於之前定義的電阻極限值時，則出現在圖2和3中所示出的變化過程。此外，圖2示出第二放電電流I2的變化過程。從圖2中可見：第二放電電流I2在接通快速放電單元之前具有高的電流值並且在接通快速放電單元30之後立即具有顯著更小的電流值。此外，從圖2中可見：第一、第二和第三放電電流I1、I2、I3中的每個在第二時間段結束之後非常快速地具有近似0A的電流值。圖3也示出之前定義的第二能量極限值GE2和之前定義的第三能量極限值GE3。從圖3中可見：不僅第二能量數量E2而且第三能量數量E3在第二時間段之內的每個時間點都低於第二能量極限值GE2。在圖2和3中以t2來表示第二時間段的持續時間。從圖3中此外可見：第二能量數量E2和第三能量數量E3的總和E23在第二時間段之內的每個時間點都低於第三極限值GE3。因此避免電池組電池10的熱穿通。在圖2中以IW表示的軸說明電流值。在圖3中以EW表示的軸說明能量數量。在圖2和3中以t表示的軸說明時間。

快速放電單元30的缺席以及時間極限值和/或電阻極限值的超出會分別導致第二能量極限值GE2被第二能量數量E2的在第二時間段之內出現的超出。此外，電池組電池特性的不合適的選擇即使在低於時間極限值以及電阻極限值的情況下也會導致第二能量極限值GE2被第三能量數量E3以及優選地也被第二能量數量E2的在第二時間段之內出現的超出。電池組電池特性包括電池組電池化學並且優選地包括電池組電池大小。在此，電池組電池特性的不合適的選擇可能即使在低於時間極限值以及電阻極限值的情況下也導致第三能量極限值GE3被第二能量數量E2和第三能量數量E3之間的總和E23的在第二時間段之內出現的超出。這裡應考慮的是，最大放電電流IM的電流值依賴於之前提到的電池組電池特性。此外，這裡應考慮的是，第二放電電流I2的變化過程的以及第三放電電流I3的變化過程的升高以及因此同樣第二能量數量E2的變化過程的以及第三能量數量E3的變化過程的升高分別依賴於電池組電池化學。因此，之前所提到的升高可以通過電池組電池化學的合適的選擇來調整，使得第二能量數量E2和第三能量數量E3分別低於第二能量極限值GE2並且其總和E23低於第三能量極限值GE3。每個升高在此被理解為相應的變化過程根據時間的一階導數。

所有之前結合圖3所列舉的超出會在第二時間段之內、即在分離器的至少部分的去激活之前出現，並且因此分別觸發電池組電池10的熱穿通。

下面說明如下因素，所述因素在應用第二計算模型時導致觸發電池組電池10的熱穿通的可能性的降低。

之前所描述的可能性的降低可以通過影響最大放電電流IM的電流值來進行。該影響可以通過合適地選擇電解質以及被用在電池組電池10的電化學部件20中的活性材料來實現。該影響此外可以通過合適地選擇電池組電池大小以及通過在電化學部件20中使用適合於限制最大放電電流IM的電流值的活性層來實現。

之前提到的可能性的降低此外可以在存在短路路徑的情況下以及在快速放電單元30被接通的情況下通過減小流過短路路徑的第二放電電流I2的電流值和/或通過冷卻來進行。該減小可以通過提高短路路徑的電阻值、尤其通過提高薄膜形的電極的電阻值來實現。

之前所提到的可能性的降低此外可以在存在短路路徑以及被接通的快速放電單元30的情況下通過提高流過快速放電電流路徑的第三放電電流I3的電流值來進行。該提高可以通過減小快速放電路徑的電阻值、尤其是電池組電池端子11、12和電極之間的連接的第一和第二電阻15、16的電阻值來實現。

之前所提到的可能性的降低也可以通過影響第一能量極限值、第二能量極限值GE2和第三能量極限值GE3來進行。該影響可以通過改變用在電化學部件20中的活性材料和分離器來實現。

除了前面的書面的公開，特此為了進一步公開本發明而補充性地參考圖1至3中的圖示。