Akkumulator-Anordnung für ein Fahrzeug Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Akkumulator-Anordnung für ein Fahrzeug, wobei die Akkumulator-Anordnung einen Metall-Luft-Akkumulator umfasst.

Stand der Technik Metall-Luft-Akkumulatoren sind aufgrund ihrer erreichbaren hohen Energiedichte insbesondere für mobile Anwendungen, wie beispielsweise für Kraftfahrzeuge geeignet. Ein Beispiel für Metall-Luft-Akkumulatoren sind Lithium-Luft-Akkumulatoren. Deren Funktionsweise wird im Folgenden kurz erläutert. Bei der Entladung des Lithium-Luft- Akkumulators wird an einer Lithiumanode unter Abgabe eines Elektrons ein positives Lithium-Ion über einen Elektrolyt an eine Kohlenstoffkathode abgegeben. An der Kohlenstoffkathode reagiert in einem Reduktionsprozess das Lithium-Ion mit Sauerstoff zunächst zu Lithiumoxid und danach zu Lithiumperoxid. Damit dieser Reduktionsprozess stattfinden kann, ist die Kohlenstoffkathode mit einem Katalysator belegt, hoch porös und besitzt daher eine sehr große Oberfläche. Bei der Ladung des Lithium-Luft- Akkumulators dreht sich dieser Vorgang um. An der Kohlenstoffkathode wird Sauerstoff abgegeben, an der Lithiumanode wird metallisches Lithium abgeschieden.

Die Lithiumanode ist feuchtigkeitsanfällig, da das metallische Lithium heftig mit Wasser reagieren kann. Die Kohlenstoffkathode ist aufgrund ihrer hohen Porosität zum einen anfällig für eine Verunreinigung mit Partikeln wie beispielsweise Staub oder Sand, zum anderen können in der Luft enthaltene Schadgase als Katalysatorgifte wirken, die die Kohlenstoffkathode irreversibel schädigen können. Bislang werden Lithium-Luft- Akkumulatoren und auch andere Metall-Luft-Akkumulatoren lediglich unter Laborbedingungen getestet und dabei mit hochreinen Gasen beaufschlagt. Offenbarung der Erfindung

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Akkumulator- Anordnung zur Verfügung zu stellen. Demgemäß wird eine Akkumulator-Anordnung für ein Fahrzeug mit einem Metall-Luft- Akkumulator, einer Filtereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, dem Metall-Luft-Akkumulator zugeführte Zuluft derart zu konditionieren, dass die Zuluft vorgegebene Zuluftwerte, insbesondere eine vorgegebene (relative) Luftfeuchtigkeit, aufweist, und einer Steuereinrichtung vorgeschlagen. Die Steuereinrichtung ist an mehrere Sensoreinrichtungen zum Empfangen von Sensorsignalen für Zuluftparameter gekoppelt und ist eingerichtet, in Abhängigkeit von den Sensorsignalen Ventileinrichtungen für Zuluft- strömungen zum Regeln der vorgegebenen Zuluftwerte, insbesondere der (relativen) Luftfeuchtigkeit, einzustellen. Der Metall-Luft-Akkumulator weist vorzugsweise eine Anode oder erste Elektrode, die aus einem Metallblock gefertigt ist, und eine Kathode oder zweite Elektrode, die aus mesoporösem Kohlenstoff gefertigt ist, auf. Je nachdem, welches Metall als Material für die erste Elektrode verwendet wird, ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die in der Zuluft enthaltene relative Luftfeuchtigkeit auf einen für das Metall erforderlichen Wert einzustellen. Ist die erste Elektrode beispielsweise aus Lithium gefertigt, ist es aufgrund der hohen Reaktivität von Lithium mit Wasser erforderlich, der Zuluft die gesamte oder zumindest annähernd die gesamte Luftfeuchtigkeit zu entziehen. Bei der Verwendung von Silizium als Elektrodenmaterial ist es hingegen erforderlich, dass die in der Zuluft enthaltene Luftfeuchtigkeit mit Hilfe der Steuereinrichtung auf einen de- finierten und konstanten Wert geregelt wird. Hierdurch wird eine Beschädigung des metallischen Elektrodenmaterials über die Lebensdauer des Metall-Luft-Akkumulators verhindert. Eine Beaufschlagung des Metall-Luft-Akkumulators mit hochreinen Gasen unter Laborbedingungen ist verzichtbar. Die Steuereinrichtung kann eine Regeleinrichtung sein. Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung mit einem Fahrzeugsteuergerät des Fahrzeugs gekoppelt. Unter Zuluftwerten sind beispielsweise die relative Luftfeuchtigkeit der Zuluft, die Belastung der Zuluft mit Schadgasen und/oder die Beladung der Zuluft mit Partikeln zu verstehen.

Die Akkumulator-Anordnung ist insbesondere für Fahrzeuge, wie Kraftfahrzeuge, Last- kraftwägen, Motorkrafträder, Luftfahrzeuge, Baufahrzeuge, Schienenfahrzeuge und Wasserfahrzeuge geeignet. Darüber hinaus kann die Akkumulator-Anordnung auch bei immobilen Anwendungen wie in der Gebäudetechnik oder dergleichen eingesetzt werden. Bei Ausführungsformen weist die Filtereinrichtung einen Vorabscheider und/oder einen Partikelfilter zur Abscheidung von Partikeln aus der Zuluft auf. Der Vorabscheider kann beispielsweise ein Zyklonabscheider sein. Zur Partikelfiltration kann der Partikelfilter ein aus Papier und/oder Kunststoff gefertigtes Filtermediunn umfassen. Weiterhin kann das Filtermedium beschichtet, imprägniert und/oder mit einer Nanofaserlage versehen sein.

Bei weiteren Ausführungsformen ist stromabwärts des Vorabscheiders und/oder des Partikelfilters eine erste Sensoreinrichtung zum Erfassen von Zuluftparametern wie der Beladung der Zuluft mit Schadgasen und/oder Feuchtigkeit vorgesehen. Die erste Sensoreinrichtung ist vorzugsweise mit Hilfe einer Signalleitung mit der Steuerein- richtung verbunden.

Bei weiteren Ausführungsformen weist die Filtereinrichtung ein Filterelement auf, das dazu eingerichtet ist, aus der Zuluft Schadgase zu entfernen, wobei das Filterelement stromabwärts der ersten Sensoreinrichtung angeordnet ist. Insbesondere ist das Filterelement dazu eingerichtet, Schadgase wie Schwefeloxide SO _x , Ammoniak NH ₃ , Stick- oxide ΝΟχ, Schwefelwasserstoff H ₂ S, Kohlenmonoxid CO, Kohlendioxid CO2 chemisch aus der Zuluft L herauszufiltern. Das Filterelement kann zur chemischen Filterung beispielsweise Aktivkohle aufweisen. Weiterhin kann das Filterelement Kaliumkarbonat K2CO3 und/oder Kalziumhydroxid Ca(OH) ₂ aufweisen, das mit sauren Schadgasen wie beispielsweise Schwefeloxiden SO _x oder Schwefelwasserstoff H ₂ S chemisch reagiert, um diese Schadgase zu neutralisieren. Das Filterelement, das dazu eingerichtet ist, aus der Zuluft Schadgase zu entfernen kann stromabwärts oder stromaufwärts eines Filterelements angeordnet sein, das dazu eingerichtet ist, aus der Zuluft Feuchtigkeit zu entfernen.

Bei weiteren Ausführungsformen ist stromabwärts der ersten Sensoreinrichtung eine erste Ventileinrichtung vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von den von der ersten Sensoreinrichtung erfassten Zuluftparametern die Zuluft durch das Filterelement, das dazu eingerichtet ist, aus der Zuluft Schadgase zu entfernen, hindurchzuleiten oder an diesem vorbeizuleiten. Die erste Ventileinrichtung ist vorzugsweise ein Mehrwegeventil, das von der Steuereinrichtung ansteuerbar ist. Bei weiteren Ausführungsformen ist stromabwärts des Filterelements, das dazu eingerichtet ist, aus der Zuluft Schadgase zu entfernen, eine zweite Sensoreinrichtung zum Erfassen von Zuluftparametern wie der Beladung der Zuluft mit Schadgasen und/oder Feuchtigkeit vorgesehen. Die zweite Sensoreinrichtung ist vorzugsweise mit Hilfe einer Signalleitung mit der Steuereinrichtung verbunden.

Bei weiteren Ausführungsformen weist die Filtereinrichtung ein Filterelement auf, das dazu eingerichtet ist, aus der Zuluft Feuchtigkeit zu entfernen, wobei das Filterelement stromabwärts der zweiten Sensoreinrichtung angeordnet ist. Das Filterelement kann ein Trockenmittel wie beispielsweise Silica-Perlen aufweisen. Die Silica-Perlen können auf ein Filtermedium des Filterelements aufgestreut und mit diesem verklebt sein. Weiterhin kann das Filtermedium schichtweise aufgebaut sein, wobei beispielsweise zwischen zwei Vlieslagen eine Schicht Silica-Perlen angeordnet sein kann. Zusätzlich oder optional kann das Filtermedium ein Absorbermaterial, insbesondere einen sogenannten Superabsorber eine funktionalisierte Membran oder dergleichen umfassen.

Bei weiteren Ausführungsformen ist stromabwärts der zweiten Sensoreinrichtung eine zweite Ventileinrichtung vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von den von der zweiten Sensoreinrichtung erfassten Zuluftparametern die Zuluft durch das Filterelement, das dazu eingerichtet ist, aus der Zuluft Feuchtigkeit zu entfernen, hindurchzuleiten oder an diesem vorbeizuleiten. Die zweite Ventileinrichtung ist vorzugsweise ein Mehrwegeventil, das von der Steuereinrichtung ansteuerbar ist.

Bei weiteren Ausführungsformen ist stromabwärts des Filterelements, das dazu eingerichtet ist, aus der Zuluft Feuchtigkeit zu entfernen, eine dritte Sensoreinrichtung zum Erfassen der Feuchtigkeit der Zuluft vorgesehen. Die dritte Sensoreinrichtung ist vorzugsweise mit Hilfe einer Signalleitung mit der Steuereinrichtung verbunden.

Bei weiteren Ausführungsformen ist stromabwärts der dritten Sensoreinrichtung eine dritte Ventileinrichtung vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von der von der dritten Sensoreinrichtung erfassten Feuchtigkeit der Zuluft die Zuluft dem Metall-Luft-Akkumulator oder einem Luftausgang zum Regenerieren des Filterelements, das dazu eingerichtet ist, aus der Zuluft Feuchtigkeit zu entfernen, zuzuleiten. Die dritte Ventileinrichtung ist vorzugsweise ein Mehrwegeventil, das von der Steuereinrichtung ansteuerbar ist. Die dem Luftausgang zugeleitete Zuluft kann mit Hilfe einer Heizeinrichtung erwärmt und zum Regenerieren des Filterelements durch dieses hindurchge- leitet werden. Weitere mögliche Implementierungen der Akkumulator-Anordnung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen der Akkumulator- Anordnung. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Akkumulator-Anordnung hinzufügen oder abändern.

Weitere Ausgestaltungen der Akkumulator-Anordnung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Akkumulator-Anordnung. Im Weiteren wird die Akkumulator-Anordnung anhand von Aus- führungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 : eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines Metall-Luft- Akkumulators in einem Ladezustand;

Fig. 2: eine schematische Schnittansicht des Metall-Luft-Akkumulators gemäß der Fig.

1 in einem Entladezustand;

Fig. 3: eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Metall- Luft-Akkumulators in einem Entladezustand; Fig. 4: eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Metall- Luft-Akkumulators in einem Entladezustand; und

Fig. 5: eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Akkumulator- Anordnung. In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.

Ausführungsform(en) der Erfindung

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Metall-Luft-Akkumulators 1 in einem Ladezustand. Die Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittansicht des Metall-Luft- Akkumulators 1 in einem Entladezustand. Der Metall-Luft-Akkumulator 1 weist eine aus Metall, insbesondere aus Lithium Li, gefertigte Anode oder erste Elektrode 2 und eine Kathode oder zweite Elektrode 3 auf. Im Folgenden wird explizit nur auf Lithium-Luft- Akkumulatoren 1 eingegangen.

Die zweite Elektrode 3 ist aus mesoporösem Kohlenstoff C aufgebaut und ist am elektrochemischen Prozess nicht direkt beteiligt. Mesoporöse Festkörper sind nach Definition der International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) poröse Materialien mit einem Porendurchmesser zwischen 2 nm und 50 nm. Der Kohlenstoff e dient als elektrischer Leiter und Anschluss, die mesoporöse Struktur zur Maximierung der Oberfläche um die Reaktion von Sauerstoff O2 mit Lithium-Ionen Li ⁺ im Bereich der zweiten Elektrode 3 zu erleichtern.

Die erste Elektrode 2 besteht aus einem Block aus metallischem Lithium Li. Alternativ kann die erste Elektrode 2 aus einem anderen Metall wie beispielsweise Silizium bestehen. Zwischen den beiden Elektroden 2, 3 befindet sich ein Elektrolyt 4, welcher je nach Ausführungsform des Lithium-Luft-Akkumulators 1 flüssig oder fest sein kann. Im letzteren Fall liegt ein Festkörperakkumulator vor. Weiterhin kann der Elektrolyt 4 eine organische Flüssigkeit sein, die nicht mit dem Lithium Li reagiert.

Die Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines Lithium- Luft-Akkumulators 1 mit einem wasserbasierten Elektrolyten 4. Um ein Reagieren des metallischen Lithiums Li mit dem Elektrolyten 4 zu verhindern, ist zwischen der ersten Elektrode 2 und dem wässrigen Elektrolyten 4 eine Schutzschicht 5 vorgesehen. Die Schutzschicht 5 kann eine auf dem metallischen Lithium Li aufliegende Glaskeramikschicht sein. Beispielsweise ist die Schutzschicht 5 eine sogenannte LiSICON-Schicht (LiM ₂ (PO ₄ )3). Die Schutzschicht 5 ermöglicht, dass das Lithium Li in der wässrigen Umgebung stabil bleibt. Die Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines hybriden Lithium-Luft-Akkumulators 1 . Hierbei ist zwischen der ersten Elektrode 2 und der Schutzschicht 5 ein organischer Elektrolyt 4 und zwischen der Schutzschicht 5 und der zweiten Elektrode 3 ein wässriger Elektrolyt 4 angeordnet.

Das grundlegende Funktionsprinzip bei allen Typen von Lithium-Luft-Akkumulatoren 1 ist im Wesentlichen identisch. Bei der Entladung (Fig. 2, 3, 4) wird an der ersten Elektrode 2 unter Abgabe eines Elektrons e ^" ein positives Lithium-Ion Li ⁺ über den Elektrolyt 4 an die zweite Elektrode 3 abgegeben, wo das Lithium-Ion Li ⁺ mit Sauerstoff O2 zu- nächst zu Lithiumoxid Li ₂ O und danach zu Lithiumperoxid L12O2 oxidiert. Es findet dabei der folgende Reduktionsprozess statt: O2 + 4e ^" — 2 O ^2" . Damit dieser Reduktions- prozess stattfinden kann, ist die zweite Elektrode 3 mit einem Katalysator belegt, hoch porös und besitzt daher eine sehr große Oberfläche. Daher ist die zweite Elektrode 3 zum einen anfällig für eine Verunreinigung mit Partikeln wie beispielsweise Staub oder Sand, die die zweite Elektrode 3 verstopfen oder verblocken können, zum anderen wirken Schadgase wie Schwefeloxide S _x O _y , Ammoniak NH ₃ , Stickoxide NO _x , Schwefelwasserstoff H ₂ S, Kohlenmonoxid CO, Kohlendioxid CO2 und weitere als Katalysatorgifte, die die zweite Elektrode 3 irreversibel schädigen können. Weiterhin ist die zweite Elektrode 3 auch feuchtigkeitsempfindlich.

Bei der Ladung (Fig. 1 ) des Lithium-Luft-Akkumulators 1 dreht sich dieser Vorgang um. An der zweiten Elektrode 3 wird Sauerstoff O2 abgegeben, an der ersten Elektrode 2 wird metallisches Lithium Li abgeschieden. Die erste Elektrode 2 ist feuchtigkeitsanfällig, da das metallische Lithium Li heftig mit Wasser reagieren kann. Die Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Akkumulator- Anordnung 6 mit einem Lithium-Luft-Akkumulator 1 wie zuvor beschrieben. Der Lithium- Luft-Akkumulator 1 umfasst ein Akkumulator-Steuergerät 7, das über elektrische Signalleitungen 8, 9 mit einer Steuereinrichtung 10 der Akkumulator-Anordnung 6 gekoppelt ist. In der Fig. 5 sind elektrische Signalleitungen mit durchgezogenen und Luftpfade mit gestrichelten Linien dargestellt. Luftpfade können beispielsweise Rohre oder Kanäle sein. Die Luftpfade können in einem Gehäuse der Akkumulator-Anordnung 6 integriert sein.

Der Akkumulator-Anordnung 6 wird Zuluft L zugeführt. Die Akkumulator-Anordnung 6 umfasst eine Filtereinrichtung 1 1 , welche dazu eingerichtet ist, die dem Lithium-Luft- Akkumulator 1 zugeführte Zuluft L derart zu konditionieren, dass die Zuluft L eine vorgegebene relative Luftfeuchtigkeit aufweist. Die Filtereinrichtung 1 1 umfasst einen Vorabscheider 12, wie beispielsweise einen Zyklonabscheider, und einen stromabwärts des Vorabscheiders 12 angeordneten Partikelfilter 13. Der Partikelfilter 13 ist zur Partikelfiltration geeignet. Das heißt, der Partikelfilter 13 ist dazu eingerichtet, in der Zu- luft L enthaltene Partikel wie beispielsweise Staub, Pollen, Sand oder dergleichen mechanisch zurückzuhalten. Hierdurch wird ein Zusetzen oder Verstopfen der meso- porösen zweiten Elektrode 3 verhindert. Zur Partikelfiltration kann der Partikelfilter 13 ein aus Papier und/oder Kunststoff gefertigtes Filtermedium umfassen. Weiterhin kann das Filtermedium beschichtet, imprägniert und/oder mit einer Nanofaserlage versehen sein.

Stromabwärts des Partikelfilters 13 ist ein Filterelement 14 angeordnet, das dazu eingerichtet ist, die Zuluft L von Schadgasen zu reinigen. Insbesondere ist das Filterelement 14 dazu eingerichtet, Schadgase wie Schwefeloxide SO _x , Ammoniak NH ₃ , Stickoxide ΝΟχ, Schwefelwasserstoff H ₂ S, Kohlenmonoxid CO, Kohlendioxid CO2 chemisch aus der Zuluft L herauszufiltern. Diese Schadgase können als Katalysatorgifte wirken, die den an der zweiten Elektrode 3 vorgesehenen Katalysator dauerhaft schädigen können. Das Filterelement 14 kann zur chemischen Filterung beispielsweise Aktivkohle auf- weisen. Weiterhin kann das Filterelement 14 Kaliumkarbonat K2CO3 und/oder Kalziumhydroxid Ca(OH) ₂ aufweisen, das mit sauren Schadgasen wie beispielsweise Schwefeloxiden SO _x oder Schwefelwasserstoff H ₂ S chemisch reagiert, um diese Schadgase zu neutralisieren. Hierdurch bleibt die Katalysatorwirkung dauerhaft bestehen.

Stromabwärts des Filterelements 14 ist ein weiteres Filterelement 15 vorgesehen, das dazu eingerichtet ist, der Zuluft L Feuchtigkeit zu entziehen. Das Filterelement 15 kann ein Trockenmittel wie beispielsweise Silica-Perlen aufweisen. Die Silicaperlen können auf ein Filtermedium des Filterelements 15 aufgestreut und mit diesem verklebt sein. Weiterhin kann das Filtermedium schichtweise aufgebaut sein, wobei beispielsweise zwischen zwei Vlieslagen eine Schicht Silica-Perlen angeordnet sein kann. Zusätzlich oder optional kann das Filtermedium ein Absorbermaterial, insbesondere einen sogenannten Superabsorber eine funktionalisierte Membran oder dergleichen umfassen. Zwischen dem Partikelfilter 13 und dem Filterelement 14 sind eine Sensoreinrichtung 16 und eine Ventileinrichtung 17 angeordnet, wobei die Ventileinrichtung 17 stromabwärts der Sensoreinrichtung 16 positioniert ist. Die Sensoreinrichtung 16 ist dazu eingerichtet, die Luftgüte zu ermitteln. Das heißt die Sensoreinrichtung 16 kann dazu eingerichtet sein, die Beladung der Zuluft L mit Schadgasen zu ermitteln. Weiterhin kann die Sensoreinrichtung 16 dazu eingerichtet sein, die Feuchtigkeit der Zuluft L zu ermitteln. Die Beladung der Zuluft L mit Schadgasen und die Feuchtigkeit der Zuluft L werden als Zuluftparameter bestimmt. Die Sensoreinrichtung 16 ist mit Hilfe einer Signalleitung 18 mit der Steuereinrichtung 10 gekoppelt. Die Ventileinrichtung 17 ist mit Hilfe einer Signalleitung 19 mit der Steuereinrichtung 10 wirkverbunden. Die Ventileinrichtung 17 ist in oder an einem die Sensoreinrichtung 16 und das Filterelement 14 verbindenden Luftpfad 20 angeordnet. Zwischen den Filterelementen 14 und 15 sind eine weitere Ventileinrichtung 21 und eine weitere Sensoreinrichtung 22 positioniert. Die Ventileinrichtung 21 ist stromabwärts der Sensoreinrichtung 22 angeordnet. Insbesondere ist die Ventileinrichtung 21 in oder an einem die Sensoreinrichtung 22 und das Filterelement 15 verbindenden Luftpfad 23 vorgesehen. Die Sensoreinrichtung 22 dient ebenfalls der Lüftgütebestimmung. Insbesondere kann die Sensoreinrichtung 22 dazu eingerichtet sein, die Luftfeuchtigkeit der Zuluft L und die Beladung derselben mit Schadgasen zu bestimmen. Die Sensoreinrichtung 22 ist mit Hilfe einer Signalleitung 24 mit der Steuereinrichtung 10 verbunden. Die Ventileinrichtung 21 ist mit Hilfe einer Signalleitung 25 mit der Steuereinrichtung 10 verbunden.

Eine weitere Sensoreinrichtung 26 und eine weitere Ventileinrichtung 27 sind zwischen dem Filterelement 15 und dem Lithium-Luft-Akkumulator 1 positioniert, wobei die Ventileinrichtung 27 stromabwärts der Sensoreinrichtung 26 angeordnet ist. Die Sensoreinrichtung 26 ist über eine Signalleitung 28 mit der Steuereinrichtung 10 wirkverbunden. Die Ventileinrichtung 27, die an oder in einem die Sensoreinrichtung 26 und den Lithium-Luft-Akkumulator 1 verbindenden Luftpfad 29 vorgesehen ist, ist mit Hilfe einer Signalleitung 30 mit der Steuereinrichtung 10 verbunden. Stromabwärts des Lithium- Luft-Akkumulators 1 ist eine weitere Ventileinrichtung 31 vorgesehen, die mit Hilfe einer Signalleitung 32 mit der Steuereinrichtung 10 verbunden ist. Ein Fahrzeugsteuergerät 33 eines Fahrzeugs kommuniziert über Signalleitungen 34, 35 mit der Steuereinrichtung 10.

Im Betrieb der Akkumulator-Anordnung 6 strömt die Zuluft L zunächst durch den Vorabscheider 12 und den Partikelfilter 13, wobei sie von groben und feinen Partikeln gereinigt wird. Die Sensoreinrichtung 16 erfasst die Beladung der von Partikeln gereinig- ten Zuluft L mit Schadgasen und/oder Feuchtigkeit. Enthält die gefilterte Zuluft L keine Schadgase oder nur eine Menge an Schadgasen, die unter einem festgesetzten Grenzwert liegt, wird mit Hilfe der Ventileinrichtung 17 und eines Luftpfads 36 die Zuluft L um das Filterelement 14 und die Sensoreinrichtung 22 herum in den Luftpfad 23 geleitet. Enthält die Zuluft L zu entfernende Schadgase wird die Ventileinrichtung 17 so ge- schaltet, dass die Zuluft L durch das Filterelement 14 geleitet wird, um die Schadgase aus der Zuluft L zu entfernen.

Nach dem Filterelement 14 kann mit Hilfe der Sensoreinrichtung 22 die Luftgüte der Zuluft L erneut bestimmt werden. Ist die Beladung mit Schadgasen zu hoch, erkennt die Steuereinrichtung 10, dass das Filterelement 14 zu regenerieren ist. Hierzu wird die Ventileinrichtung 21 so geschaltet, dass die Zuluft L in einen Luftausgang 37 geleitet wird. Erkennt die Steuereinrichtung 10 mit Hilfe der Sensoreinrichtung 22, dass die relative Luftfeuchtigkeit der Zuluft L bereits einem gewünschten Wert entspricht, so wird die Ventileinrichtung 21 so geschaltet, dass die Zuluft L mit Hilfe eines Luftpfads 38 um das Filterelement 15 und die Sensoreinrichtung 26 in den Luftpfad 29 geleitet wird. Bei einem Lithium-Luft-Akkumulator 1 wird der Zuluft L vorzugsweise die gesamte Luftfeuchtigkeit entzogen. Bei der Verwendung anderer Metalle, wie beispielsweise Silizium, für die Elektrode 3 kann es auch erforderlich sein, die relative Luftfeuchtigkeit der Zuluft L auf einen definierten Wert einzustellen. Über den Luftpfad 38 wird die Zuluft L von der Ventileinrichtung 17 in den Luftpfad 29 geleitet wenn sowohl keine Schadgasfilterung als auch keine Konditionierung der Feuchtigkeit der Zuluft L erforderlich ist. Ist die Feuchtigkeit der Zuluft L über einem vorbestimmten Grenzwert, so wird die Ventileinrichtung 21 so geschaltet, dass die Zuluft L durch das Filterelement 15 und die Sensoreinrichtung 26 strömt.

Ermittelt die Sensoreinrichtung 26 einen zu hohen Wert der Feuchtigkeit der Zuluft L obwohl die Zuluft L durch das Filterelement 15 geleitet wurde, so erkennt die Steuereinrichtung, dass das Filterelement 15 zu regenerieren ist. Dann wird die Ventileinrichtung 27 so geschaltet, dass die Zuluft L zu einem Luftausgang 39 strömt. Hier kann die Zuluft L erwärmt und erneut durch das Filterelement 15 hindurchgeleitet werden, um dieses zu regenerieren. Das Filterelement 15 mit den feuchtigkeitskonditionierenden Eigenschaften, wie beispielsweise ein Silica Gel, kann durch Wärme regeneriert werden. Hierzu wird das Filterelement 15 ausgeheizt bzw. die das Filterelement 15 durchströmende Zuluft L aufgeheizt. Die Ventileinrichtung 31 kann so geschaltet werden, dass Abluft A des Lithium-Luft-Akkumulators 1 in die Umgebung strömt.