Tesla patentiert ein kundenspezifisches Kühlsystem für langlebigere Energiespeicher

ELEKTRISCHE AUTOS

Ein wesentlicher Teil des Geschäfts von Tesla hängt in hohem Maße von der Langlebigkeit und Lebensdauer der Akkus ab. Im Geiste störender Innovationen hat das in Silicon Valley ansässige Unternehmen seine Akkutechnologie weiter verbessert, um sie langlebiger und effizienter zu machen. Tesla konnte dies auf mehreren Wegen erreichen, von denen einer in einer kürzlich veröffentlichten Patentanmeldung erörtert wurde.

Es ist wichtig, dass Akkupacks, insbesondere solche, die zur Energiespeicherung verwendet werden, robust genug sind, um eine sehr lange Lebensdauer zu gewährleisten. Um dies zu erreichen, müssen Akkus regelmäßig mehrere Lade- und Entladezyklen bewältigen können. Sie müssen auch in der Lage sein, Systemfehler zu überstehen, einschließlich solcher, die die eigentlichen Zellen im Pack selbst beschädigen können.

Ein solches System wurde von Tesla in einem Patent mit dem Titel „Energiespeichersystem“ beschrieben. Das in Silicon Valley ansässige Unternehmen begründete dies damit, dass „Zellen und andere Komponenten in einer Packung während des Betriebs Wärme erzeugen, sowohl während des Ladevorgangs als auch beim Speichern die Energie und während des Entladevorgangs, wenn Energie verbraucht wird. “Tesla erklärt weiter, dass„ wenn die Zellen ausfallen, sie typischerweise heiße Gase abgeben. Diese Gase können die Integrität anderer Zellen in der Packung beeinträchtigen und die nicht ausgefallenen Funktionszellen erheblich beschädigen. “

Eine Darstellung von Kühlelementen innerhalb eines Energiespeichersystems gemäß bestimmten Ausführungsformen der Erfindung. (Gutschrift: US Patent Office)

Vor diesem Hintergrund ist Tesla der Ansicht, dass ein „verbessertes Energiespeichersystem“ entwickelt werden muss, mit dem „eines oder mehrere der genannten Probleme“ reduziert oder beseitigt werden können. Das Patent von Tesla beschreibt zwei Strategien, mit denen sich die Akkus verbessern lassen . Eines davon beinhaltet die Verwendung eines neuartigen Systems, das eine Kühlplatte verwendet, die dazu beitragen kann, die von dem Batteriepack während des Gebrauchs erzeugte Wärme abzuführen. Heatpipes können auch zusammen mit einer Kühlplatte verwendet werden, um diesen Zweck zu erreichen.

In bestimmten Ausführungsformen kann eine Kühlplatte (die für Flüssigkeitskühlung sorgt) in thermischer Verbindung mit den Batteriezellen stehen 100 um die während des Systemgebrauchs erzeugte Wärme weiter zu entfernen. Die Kühlplatte kann in direktem thermischen Kontakt mit den Batteriezellen stehen 100 oder alternativ können sich eine oder mehrere Schichten und / oder Merkmale zwischen der Kühlplatte und den Batteriezellen befinden 100. In bestimmten Ausführungsformen sind die Batteriezellen 100 in Kontakt mit einem oder mehreren Wärmerohren stehen, um überschüssige Wärme, die sich unter den Batteriezellen befindet, abzuführen. Eine Kühlplatte befindet sich unter dem oder den Wärmerohren (an der Seite des Wärmerohrs, die von den Batteriezellen entfernt ist) 100), die dazu beiträgt, die im Wärmerohr enthaltene Wärme abzuleiten. “

In bestimmten Ausführungsformen kann die Kühlplatte in thermischem Kontakt mit einer Seite der Zellen sein, ohne dass irgendwelche Wärmerohre zwischen den Zellen angeordnet sind. Die Kühlplatte kann physikalisch aus einer einzelnen Platte oder mehreren Platten bestehen, die thermisch mit den Zellen und / oder untereinander verbunden sind. In anderen Ausführungsformen sind ein oder mehrere Wärmerohre zwischen den Batteriezellen angeordnet 100 und eine Kühlplatte ist unter den Batteriezellen angeordnet 100. Die Wärmerohre und die Kühlplatte können in thermischer Verbindung stehen. “

Eine Darstellung einer Kühlplatte innerhalb eines Energiespeichersystems gemäß bestimmten Ausführungsformen der Erfindung. (Gutschrift: US Patent Office)

Neben der Verwendung von Kühlplatten beschrieb Tesla auch ein Batteriepaket mit Bereichen, die bei mechanischen Ausfällen nachgeben sollen. Durch die Verwendung eines solchen Systems wird die Mehrzahl der Zellen in einem Batteriepack geschützt, selbst wenn einige Zellen ausfallen sollten.

„Die obere Platte enthält einen oder mehrere schwache Bereiche über der einen oder den mehreren Batteriezellen. Die Schwachstellen sind Regionen mit geringerer Integrität, und daher ist es wahrscheinlicher, dass ein mechanisches Versagen auftritt, wenn eine Batteriezelle Gas freisetzt. Diese Bereiche können im Vergleich zu den umgebenden Bereichen physisch schwächere Bereiche sein und brechen, wenn sich aufgrund einer ausgefallenen Zelle ein Druck aufbaut. Alternativ können die schwachen Bereiche chemisch schwächer sein und vorzugsweise brechen, wenn sie den von einer defekten Batteriezelle freigesetzten ätzenden Gasen ausgesetzt sind. Die Schwachstellen können auch aufgrund einer Kombination aus physikalischer und chemischer Schwächung ausfallen. “

Der vollständige Text des Tesla-Patents für das Energiespeichersystem kann hier abgerufen werden.

Der Schwerpunkt von Tesla auf der Integrität der Batterie in seiner kürzlich veröffentlichten Patentanmeldung legt nahe, dass das Unternehmen mit Sitz im Silicon Valley Packs entwickeln möchte, die eine sehr lange Lebensdauer haben. Solche Verbesserungen wurden bereits erwähnt, insbesondere in einer Veröffentlichung des führenden Batterieforschers Jeff Dahn von Tesla und von Mitgliedern des Departements für Physik und Atmosphärenwissenschaften der Dalhousie-Universität. Die in der Veröffentlichung beschriebenen Zellen sind in der Lage, eine Lebensdauer von über 1 Million Meilen auf der Straße oder 20 Jahren zu erreichen, wenn sie für die Speicherung von Netzenergie verwendet werden.

Wenn man sich diese Initiativen sowie die im kürzlich veröffentlichten Patent beschriebenen Möglichkeiten für Akkus ansieht, scheint Tesla auf die Schaffung eines Ökosystems von Produkten hinzuarbeiten, das jahrzehntelang Bestand haben kann. Dies spielt natürlich eine große Rolle für das allgemeine Ziel von Tesla, das Aufkommen von nachhaltiger Energie zu beschleunigen.