运行装置和用于运行机动车的系统制造方法及图纸

一种用于运行机动车(1)的运行装置，所述运行装置包括至少一个固体气体电池(3)，该固体气体电池设计用于为机动车(1)的电机(5)提供能量。此外，所述运行装置包括至少一个高压罐(7)以用于接收和存储用于固体气体电池(3)的气体。此外，所述运行装置具有至少一个加载连接端(9)，所述固体气体电池(3)能借助于该加载连接端在加载过程的范围中耦合以用于接收电流并且所述高压罐(7)能借助于该加载连接端在加载过程的范围中耦合以用于接收气体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种运行装置和一种用于运行机动车的系统，该运行装置或该系统适用于运行具有固体气体电池的机动车。
技术介绍
具有电机的机动车是具有通过内燃机的传统驱动装置的机动车的备选方案。电机的优点是在有害物质排放方面的局部零排放。电机的驱动能量一般由可充电蓄电池提供。就此而言，通常将锂离子电池作为蓄电池使用，其施加必要的驱动能量以用于运行机动车。备选于锂离子电池例如提供有锂空气电池或锂氧气电池或一般的固体气体电池，它们例如具有比当前的锂离子电池明显更高的理论能量密度和容量，另外它们可以有利地对机动车可能的续航里程产生作用。因此，对于具有固体气体电池的机动车也需要专门的加载装置，其给机动车提供必要的燃料以用于运行固体气体电池。在文献US2012/0041628A1中描述了一种系统和一种方法，它们适合于给设置在机动车中的金属空气电池进行加载。出于该目的，在机动车中还设置有压缩机和罐，它们能与外部的电流源一起实现金属空气电池的加载循环。
技术实现思路
本专利技术的任务是提出一种运行装置和一种系统，该运行装置或该系统适用于实现对具有固体气体电池的机动车的高效的运行。所述任务通过独立权利要求的特征得到解决。有利的设计方案表明在从属权利要求中。按照本专利技术的第一方面，用于运行机动车的运行装置包括至少一个固体气体电池，该固体气体电池设计用于为机动车的电机提供能量。此外，所述运行装置包括至少一个高压罐以用于接收和存储用于固体气体电池的气体。此外，所述运行装置具有至少一个加载连接端，所述固体气体电池能借助于该加载连接端在加载过程的范围中耦合以用于接收电流并且所述高压罐能借助于该加载连接端在加载过程的范围中耦合以用于接收气体。以该方式来实现如下运行装置，该运行装置能实现具有固体气体电池的机动车的高效的运行。另外，机动车的固体气体电池为机动车的驱动提供电能，所述电能通过机动车的电机例如转换为机械能并且因此能实现机动车的运动。就此而言，将所述用于运行固体气体电池所需要的气体从机动车的高压罐输送给固体气体电池。在加载过程的范围中，可以借助于对此所设计的加载装置给机动车的高压罐输送例如新的气体，以便因此例如能实现下一次行驶循环。固体气体电池具有由固体组成的阳极和与阳极间隔开距离的阴极，该阴极例如由介孔碳组成并且形象地可以作为一种海绵来说明。典型地，电解质处在固体阳极和阴极之间，该电解质根据固体气体电池的实施形式例如可以是以固态或液态形式设计的。通过气体的输送在固体气体电池中感应出如下电流，出于供应能量的目的可以将该电流用于外部的电流回路。原则上，在固体气体电池的放电时正离子或电子从固体阳极中脱离并且转移到电解质中或者外部的电流回路中。在进一步的过程中，正离子在阴极上与输送的气体的原子或分子和外部电流回路的电子耦合并且在那里电化学地结合。所述在该过程中运动穿过外部电流回路的电子构成与固体气体电池耦合的组件的电流和电气供应。如果例如将外部电压电位施加到固体气体电池上，该外部电压电位超过在固体气体电池放电时的电位，那么所描述的过程相反并且固体气体电池被充电。在该情况下，在固体阳极的离子和所输送的气体的原子或分子之间的电化学键再次解离。因此离子通过电解质移动到固体阳极并且通过与来自外部电流回路的电子的复合而沉积在固体阳极上。此外，电化学结合的气体又被释放，该气体例如可以排放到机动车的外部区域中或者用于固体气体电池的下一个循环而再次回馈到机动车中。在本专利技术的范围中，机动车具有至少一个固体气体电池。但是也可以在机动车中设置多个固体气体电池，所述多个固体气体电池例如是互相耦合的并且因此实现电池组，该电池组为机动车的电机提供必要的驱动能量。在所描述的运行装置与对应的加载装置的协同作用中能给机动车供应用于固体气体电池的电流和/或气体。于是，所述加载装置例如具有供应连接端，所述供应连接端能与机动车的至少一个加载连接端耦合并且在加载过程的范围中能实现电流和气体的加载。另外，通过加载装置借助于供应连接端来提供电流，该电流能实现固体气体电池的充电。优选地，通过加载装置提供直流电流，因为这比利用交流电流的充电能实现机动车的更快的充电过程。不过利用交流电流的充电同样是可能的，从而就此而言例如所述加载装置或机动车包括用于电流或电压转换的组件、例如整流器。以该方式保证给机动车的固体气体电池供应直流电流，需要所述直流电流以用于给固体气体电池充电。类似于直流电流或交流电流，借助于加载装置和供应连接端也能施加直流电压和交流电压，以便因此在加载过程的范围中能实现固体气体电池的充电。所述在加载过程的范围中释放的气体例如可以从固体气体电池或机动车中排出或者重新用于固体气体电池的下一次行驶循环。在该情况下，例如所释放的气体从固体气体电池的外壳中排出并且由加载装置接收，从而加载装置在进一步的过程中例如处理所述气体和/或以压缩的方式重新输送给机动车的高压罐。在将气体在加载过程的范围中压缩地输送给机动车的情况下，能比在没有压缩气体的情况下将更大的气体体积例如存储在机动车的高压罐中。为了压缩气体，例如在加载装置中集成压缩机，从而在加载过程的范围中可以将气体在受压力的情况下输送给机动车并且存储在高压罐中。例如为了运行固体气体电池在机动车的高压罐中存储有300bar至700bar的压力的气体，以便因此在机动车中携带足够的气体量并且由此能实现机动车的希望的续航里程。通过在机动车外部设置压缩机有利地对固体气体电池的功率效率产生作用，因为这样可以实现如下机动车，在所述机动车中能节约重量、体积和成本，这曾可以通过在机动车中安装压缩机而创立。在不携带自身的压缩机的机动车中，通过节约压缩机的附加重量和体积例如能减少机动车和通过固体气体电池所提供的能量的耗费。此外，能实现简单和紧凑的结构类型，所述结构类型可以有助于具有固体气体电池的机动车的成本有利的构造。通过将用于压缩用于机动车的固体气体电池的气体的压缩机设置在加载装置中而不设置在机动车自身中，能实现机动车的重量和体积减少，机动车的重量和体积减少又能实现机动车的其他组件、例如高压罐的调整。这可以基于如下理由，比在具有压缩机的机动车的情况下更大地设计高压罐的尺寸。以该方式例如比在具有压缩机的机动车的情况下同样能更大地设计固体气体电池。另外，增大固体气体电池和/或高压罐的几何构造增加固体气体电池的功率容量和/或在高压罐中可存储的气体体积。该几何上的调整还可以有利地对机动车的可能的续航里程产生作用。因此，通过将压缩机布置在机动车外部的加载装置中有助于固体气体电池的更高效的运行。在机动车的加载过程的范围中也能将释放的气体借助于加载连接端从机动车中排出并且例如输送给加载装置，以便在进一步的过程中从加载站获取新的气体。这必要时基于如下理由，机动车的用户想将之前使用的气体用其他的气体种类或混合气体交换，以便因此例如在运行时增加固体气体电池的效率和机动车的可能的续航里程。就此而言，机动车和加载装置相应地设计用于在加载过程的范围中实施这样的气体交换。此外，固体气体电池在这样的情况下设计用于借助于不同的气体种类或者混合气体来运行。所述加载装置例如包括气体供应单元，该气体供应单元包括具有用于固体气体电池的不同的气体种类的多个气体罐并且将所述不同的气体种类提供用本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于运行机动车(1)的运行装置，所述运行装置‑包括至少一个固体气体电池(3)，该固体气体电池设计用于为机动车(1)的电机(5)提供能量；‑包括至少一个高压罐(7)以用于接收和存储用于固体气体电池(3)的气体；以及‑具有至少一个加载连接端(9)，所述固体气体电池(3)借助于该加载连接端能在加载过程的范围中耦合以用于接收电流并且所述高压罐(7)借助于该加载连接端能在加载过程的范围中耦合以用于接收气体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.19 DE 102014216372.21.用于运行机动车(1)的运行装置，所述运行装置-包括至少一个固体气体电池(3)，该固体气体电池设计用于为机动车(1)的电机(5)提供能量；-包括至少一个高压罐(7)以用于接收和存储用于固体气体电池(3)的气体；以及-具有至少一个加载连接端(9)，所述固体气体电池(3)借助于该加载连接端能在加载过程的范围中耦合以用于接收电流并且所述高压罐(7)借助于该加载连接端能在加载过程的范围中耦合以用于接收气体。2.根据权利要求1所述的运行装置，其中，所述固体气体电池(3)是金属空气电池。3.根据权利要求2所述的运行装置，其中，所述金属空气电池是锂空气电池和/或锂氧气电池。4.根据权利要求1至3之一所述的运行装置，其中，所述运行装置包括附加储能器(11)，该附加储能器设计用于接收和释放能量。5.根据权利要求1至4之一所述的运行装置，其中，所述电机(5)在机动车(1)的运行中设计用于在再生阶段期间作为发电机将机械能转换为电能。6.根据权利要求1至5之一所述的运行装置，其中，该运行装置包括气体储存器(13)，所述气体储存器设计用于接收和释放来自固体气体电池(3)的气体。7.根据权利要求1至6之一所述的运...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·尼恩贝格尔，P·奥伯胡默，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE