Akkumulator-Anordnung für ein Fahrzeug

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Akkumulator-Anordnung für ein Fahr- zeug, 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 Funkti- onsweise 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 US 2012/0040253 A1 beschreibt ein Verfahren und ein System, bei dem die bei der Ladung mit Sauerstoff angereicherte Abluft eines Metall-Luft-Akkumulators gespeichert wird. Bei der Entladung des Metall -Luft- Akkumulator wird diesem die gespeicherte sauerstoffangereicherte Abluft wieder zugeführt.

Offenbarung der Erfindung

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Akkumulator-Anord- nung zur Verfügung zu stellen.

Demgemäß wird eine Akkumulator-Anordnung für ein Fahrzeug mit einem Metall-Luft- Akkumulator, einer Aufbereitungseinrichtung zum Aufbereiten von sauerstoffangereicherter Abluft des Metall-Luft-Akkumulators und einer Steuereinrichtung vorgeschlagen. Die Steuereinrichtung ist an eine Sensoreinrichtung zum Ermitteln des Sauerstoffge- halts in einem Raum des Fahrzeugs gekoppelt und ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von Sensorsignalen der Sensoreinrichtung eine Ventileinrichtung derart anzusteu- ern, dass die Abluft in den Raum eingeleitet wird, wenn der Sauerstoffgehalt in dem Raum unter einem vorbestimmten Sollwert ist.

Hierdurch kann der beim Laden des Metall -Luft- Akkumulators frei werdende Sauerstoff zur Luftverbesserung in dem Raum eingesetzt werden. Insbesondere kann in dem Raum gegenüber der Umgebung ein gewisser Sauerstoffüberschuss eingestellt werden. Hierdurch kann beispielsweise eine Verbesserung der Konzentrationsfähigkeit und/oder der Reaktionsfähigkeit, eine verzögerte Ermüdung oder ein erleichtertes Atmen bei einer Erkrankung von sich in dem Raum befindenden Personen erreicht werden. Durch das Abführen der sauerstoffangereicherten Abluft von dem Metall-Luft-Akku- mulator wird eine Konzentrationserhöhung des Sauerstoffs im Bereich des Metall-Luft- Akkumulators bzw. in dessen unmittelbarer Umgebung vermieden. Hierdurch wird die Bildung eines zündfähigen Gasgemisches verhindert. Dies erhöht die Betriebssicherheit der Akkumulator-Anordnung.

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. Vorzugsweise ist der Metall-Luft-Akkumulator ein Lithium-Luft-Akkumulator. Der Metall-Luft-Akkumulator kann auch ein Silizium- Luft- Akku mulator sein. Die Akkumulator-Anordnung ist insbesondere für Fahrzeuge, wie Kraftfahrzeuge, Lastkraftwägen, Motorkrafträder, Luftfahrzeuge, Baufahrzeuge, Schie- nenfahrzeuge und Wasserfahrzeuge geeignet. Darüber hinaus kann die Akkumulator- Anordnung bei immobilen Anwendungen wie in der Gebäudetechnik oder dgl. eingesetzt werden.

Bei Ausführungsformen ist die Aufbereitungseinrichtung dazu eingerichtet, Partikel aus der Abluft herauszufiltern. Die Aufbereitungseinrichtung kann einen Partikelfilter umfas- sen. Der Partikelfilter ist insbesondere zur Partikelfiltration geeignet. Das heißt, der Partikelfilter ist vorzugsweise dazu eingerichtet, in der Abluft enthaltene Partikel wie beispielsweise Staub oder dgl. mechanisch zurückzuhalten. Zur Partikelfiltration kann der Partikelfilter ein aus Papier und/oder Kunststoff gefertigtes Filtermedium umfassen. Weiterhin kann das Filtermedium beschichtet, imprägniert und/oder mit einer Nanofa- serlage versehen sein.

Bei weiteren Ausführungsformen ist die Aufbereitungseinrichtung dazu eingerichtet, die Abluft chemisch zu filtern. Die Aufbereitungseinrichtung kann ein Filterelement aufwei- sen, das dazu eingerichtet ist, die Abluft von Schadgasen oder unerwünschten Reaktionsprodukten, die beim Entladen des Metall-Luft-Akkumulators entstehen, zu reinigen.

Bei weiteren Ausführungsformen ist die Aufbereitungseinrichtung dazu eingerichtet, eine Luftfeuchtigkeit der Abluft zu konditionieren. Insbesondere kann die Aufbereitungs- einrichtung dazu eingerichtet sein, die Luftfeuchtigkeit der Abluft so zu konditionieren, dass diese eine vorbestimmte relative Luftfeuchtigkeit aufweist. Beispielsweise kann die Aufbereitungseinrichtung dazu eingerichtet sein, die Abluft zu befeuchten. Ferner kann die Aufbereitungseinrichtung ein Filterelement umfassen, das dazu eingerichtet ist, der Abluft Feuchtigkeit zu entziehen. Das Filterelement kann ein Trockenmittel wie bei- spielsweise Silica-Perlen aufweisen. Die Silicaperlen 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 sog. Superabsorber, eine funktionali- sierte Membran oder dgl. umfassen.

Bei weiteren Ausführungsformen ist die Aufbereitungseinrichtung dazu eingerichtet, ein Druckniveau der Abluft an ein Druckniveau des Raums anzupassen. Hierzu kann die Aufbereitungseinrichtung ein Druckregelelement aufweisen. Das Druckregelelement kann dazu eingerichtet sein, den Druck der Abluft zu erhöhen oder zu verringern. Bei weiteren Ausführungsformen ist die Aufbereitungseinrichtung dazu eingerichtet, der Abluft Duftstoffe hinzuzufügen. Weiterhin kann die Aufbereitungseinrichtung dazu eingerichtet sein, konzentrationsfördernde, desinfizierende, antibakterielle und/oder fungi- zide Stoffe an die Abluft abzugeben.

Bei weiteren Ausführungsformen ist eine weitere Ventileinrichtung der Akkumulator-An- Ordnung von der Steuereinrichtung so ansteuerbar, dass die Abluft beim Entladen des Lithium-Luft-Akkumulators in die Umgebung und beim Laden des Lithium-Luft-Akkumulators in die Aufbereitungseinrichtung leitbar ist. Die Ventileinrichtung ist vorzugsweise ein Mehrwegeventil. Beispielsweise kann die Ventileinrichtung ein Magnetventil sein.

Bei weiteren Ausführungsformen umfasst die Akkumulator-Anordnung eine Belüftungs- Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von Sensorsignalen der Sensoreinrichtung den Raum zu belüften, wenn der Sauerstoffgehalt in dem Raum über dem vorbestimmten Sollwert ist. Hierdurch kann eine zu hohe Sauerstoffkonzentration in dem Raum verhindert werden. Beispielsweise kann die Belüftungs-Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, einen elektrischen Fensterheber oder eine Lüftungsklappe anzusteuern.

Bei weiteren Ausführungsformen ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von Sensorsignalen der Sensoreinrichtung die Ventileinrichtung derart anzu- steuern, dass die Abluft in die Umgebung oder in eine Speichereinrichtung eingeleitet wird, wenn der Sauerstoffgehalt in dem Raum über dem vorbestimmten Sollwert ist. In der Speichereinrichtung, die beispielsweise ein Drucktank sein kann, kann die sauerstoffangereicherte Abluft beispielsweise so lange gespeichert werden, bis sie dem Metall-Luft-Akkumulator bei dessen Entladung zugeführt wird. Bei weiteren Ausführungsformen umfasst die Akkumulator-Anordnung eine dem Metall- Luft- Akkumulator vorgeschaltete Filtereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, dem Metall- Luft- Akkumulator zugeführte Zuluft von Partikeln und/oder Schadgasen zu reinigen und/ oder eine Luftfeuchtigkeit der Zuluft so zu konditionieren, dass die Zuluft eine vorgegebene relative Luftfeuchtigkeit aufweist. Hierdurch wird ein Zusetzen oder Verblocken der mesoporösen zweiten Elektrode des Metall -Luft- Akkumulators verhindert. Insbesondere ist die Filtereinrichtung dazu eingerichtet, Schadgase wie Schwefeloxide SO _x , Ammoniak NH ₃ , Stickoxide NO _x , Schwefelwasserstoff H ₂ S, Kohlenmonoxid CO, Kohlendioxid CO ₂ chemisch aus der Zuluft herauszufiltern. Die Filtereinrichtung ist vorzugsweise auch dazu eingerichtet, die dem Metall -Luft- Akkumulator zugeführte Zuluft derart zu konditionieren, dass die Zuluft eine vorgegebene relative Luftfeuchtigkeit aufweist. Insbesondere ist die Filtereinrichtung dazu eingerichtet, der Zuluft die gesamte Feuchtigkeit zu entziehen oder einen definierten und gleichbleibenden Wert der Luftfeuchtigkeit zu gewährleisten.

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 Ausführungsbeispielen 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 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

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Metall -Luft- Akkumulators 1 in einem Ladezustand. 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 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 C dient als elektrischer Leiter und Anschluss, die mesoporöse Struktur zur Maximierung der Ober- fläche, um die Reaktion von Sauerstoff 0 ₂ 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, insbesondere wasserbasiert, 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.

Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines Lithium-Luft- Akkumulators 1 mit einem wasserbasierten Elektrolyten 4. Um ein Reagieren des metal- lischen Lithiums Li mit dem Elektrolyten 4 zu verhindern, ist zwischen der ersten Elektrode 2 und dem wässrigen Elektrolyten 4 eine Schutzschicht 5 vorgesehen. Schutzschicht 5 kann eine auf dem metallischen Lithium Li aufliegende Glaskeramikschicht sein. Beispielsweise ist die Schutzschicht 5 eine sog. LiSICON-Schicht (LiM ₂ (P0 ) ₃ ). Die Schutzschicht 5 ermöglicht es, dass das Lithium Li in der wässrigen Umgebung stabil bleibt.

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 0 ₂ zunächst zu Lithiumoxid Li ₂ 0 und danach zu Lithiumperoxid Li ₂ 0 ₂ oxidiert. Es findet dabei der folgende Reduktionsprozess statt: 0 ₂ + 4e ^" — >· 2 O ^2" . Damit dieser Reduktionspro- zess stattfinden kann, ist die zweite Elektrode 3 mit einem Katalysator belegt, hoch porös und besitzt daher eine sehr große Oberfläche. Deshalb 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 wir- ken Schadgase wie Schwefeloxide S _x O _y , Ammoniak NH ₃ , Stickoxide NO _x , Schwefelwasserstoff H ₂ S, Kohlenmonoxid CO, Kohlendioxid CO ₂ 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 O ₂ 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.

Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Akkumulator-An- Ordnung 6 mit einem Lithium-Luft-Akkumulator 1 wie zuvor beschrieben. In Fig. 5 sind Signalleitungen mit durchgezogenen und Luftpfade mit gestrichelten Linien dargestellt. Luftpfade können beispielsweise luftleitende Kanäle, Leitungen oder Rohre sein.

Der Lithium-Luft-Akkumulator 1 kann ein Akkumulator-Steuergerät 7 umfassen, das in einem Gehäuse des Lithium-Luft-Akkumulators 1 aufgenommen sein kann. Das Akkumulator-Steuergerät 7 ist über eine Signalleitung 8 mit einer Steuereinrichtung 9 der Akkumulator-Anordnung 6 gekoppelt. Die Steuereinrichtung 9 kann auch als Regeleinrichtung ausgebildet sein.

Dem Lithium-Luft-Akkumulator 1 wird über einen Luftpfad 10 die Zuluft L zugeführt. Über einen Luftpfad 1 1 wird Abluft A von dem Lithium-Luft-Akkumulator 1 abgeführt. Im Entladezustand des Lithium-Luft-Akkumulators 1 findet der zuvor beschriebene Reduk- tionsprozess statt. Das heißt, im Entladezustand ist die Abluft A im Vergleich zur Zuluft L sauerstoffärmer. Im Ladezustand des Lithium-Luft-Akkumulators 1 ist die Abluft A im Vergleich zur Zuluft L sauerstoffreicher. Sowohl der Luftpfad 10 als auch der Luftpfad 1 1 umfassen jeweils eine Ventileinrichtung 12, 13. Die Ventileinrichtungen 12, 13 können Mehrwegeventile sein. Die Ventileinrichtungen 12, 13 sind von der Steuereinrichtung 9 ansteuerbar. Hierzu ist die Ventileinrichtung 12 mit Hilfe einer Signalleitung 14 und die Ventileinrichtung 13 mit Hilfe einer Signalleitung 15 mit der Steuereinrichtung 9 gekoppelt. Die erste Ventileinrichtung 12 ist stromaufwärts und die zweite Ventileinrich- tung 13 ist stromabwärts des Lithium-Luft-Akkumulators 1 positioniert.

Die Ventileinrichtung 13 kann mit Hilfe der Steuereinrichtung 9 so angesteuert werden, dass insbesondere im Entladezustand des Lithium-Luft-Akkumulators 1 die sauerstoffarme Abluft A über einen Luftpfad 1 6 an die Umgebung abgegeben wird. Alternativ kann die Ventileinrichtung 13 so angesteuert werden, dass die, insbesondere im Lade- zustand des Lithium-Luft-Akkumulators 1 sauerstoffangereicherte, Abluft A über einen Luftpfad 17 einer Aufbereitungseinrichtung 18 zugeführt wird.

Die Aufbereitungseinrichtung 18 ist dazu eingerichtet, die Abluft A so aufzubereiten, dass sie einem Raum 19, in dem sich Personen aufhalten, zugeführt werden kann. Der Raum 19 kann beispielsweise eine Fahrgastzelle eines Fahrzeugs sein. Die Aufberei- tungseinrichtung 18 ist mit Hilfe einer Signalleitung 20 mit der Steuereinrichtung 9 gekoppelt. In oder an dem Raum 19 ist eine Sensoreinrichtung 21 vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, die Luftgüte in dem Raum 1 9 zu ermitteln. Die Sensoreinrichtung 21 kann ein Sauerstoffsensor sein, um den Sauerstoffgehalt in dem Raum 19 zu ermitteln. Die Sensoreinrichtung 21 ist mit Hilfe einer Signalleitung 22 mit der Steuereinrichtung 9 wirkverbunden.

Die Aufbereitungseinrichtung 18 kann zur Luftaufbereitung mehrere Funktionalitäten umfassen. Hierbei kann die Aufbereitungseinrichtung 18 eines oder mehrere Filterele- mente aufweisen, um diese Funktionalitäten zu verwirklichen.

Die Aufbereitungseinrichtung 18 kann einen Partikelfilter umfassen. Der Partikelfilter ist zur Partikelfiltration geeignet. Das heißt, der Partikelfilter ist dazu eingerichtet, in der Abluft A enthaltene Partikel wie beispielsweise Staub oder dgl. mechanisch zurückzuhalten. Zur Partikelfiltration kann der Partikelfilter ein aus Papier und/oder Kunststoff ge- fertigtes Filtermedium umfassen. Weiterhin kann das Filtermedium beschichtet, imprägniert und/oder mit einer Nanofaserlage versehen sein.

Die Aufbereitungseinrichtung 18 kann ferner ein Filterelement aufweisen, das dazu eingerichtet ist, die Abluft A von Schadgasen oder unerwünschten Reaktionsprodukten, die beim Entladen des Lithium-Luft-Akkumulators 1 entstehen, zu reinigen. Insbesondere ist das Filterelement dazu eingerichtet, Schadgase wie Schwefeloxide SO _x , Ammoniak NH ₃ , Stickoxide NO _x , Schwefelwasserstoff H ₂ S, Kohlenmonoxid CO, Kohlendioxid CO ₂ chemisch aus der Abluft A herauszufiltern. Das Filterelement kann zur chemischen Filterung beispielsweise Aktivkohle aufweisen. Weiterhin kann das Filterelement Kaliumkarbonat K ₂ CO ₃ und/oder Kalziumhydroxid Ca(OH) ₂ aufweisen, das mit sauren Schad- gasen wie beispielsweise Schwefeloxiden SO _x oder Schwefelwasserstoff H ₂ S chemisch reagiert, um diese Schadgase zu neutralisieren.

Die Aufbereitungseinrichtung 18 kann auch ein Filterelement umfassen, das dazu eingerichtet ist, der Abluft A Feuchtigkeit zu entziehen. Das Filterelement kann ein Trockenmittel wie beispielsweise Silica-Perlen aufweisen. Die Silicaperlen 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 sog. Superabsor- ber, eine funktionalisierte Membran oder dgl. umfassen. Weiterhin kann die Aufberei- tungseinrichtung 18 auch dazu eingerichtet sein, die Abluft A zu befeuchten.

Die Aufbereitungseinrichtung 18 kann ferner dazu eingerichtet sein, das Druckniveau anzupassen, das heißt, den Druck ggf. zu erhöhen oder zu erniedrigen, um eine Anpassung an den in dem Raum 19 herrschenden Druck zu erreichen. Die Aufbereitungs- einrichtung 18 kann auch dazu eingerichtet sein, die Abluft A mit Zusatzstoffen wie beispielsweise Duftstoffen anzureichern.

Stromabwärts der Aufbereitungseinrichtung 18 ist eine dritte oder weitere Ventileinrichtung 23 vorgesehen, die mit der Aufbereitungseinrichtung 18 über einen Luftpfad 24 verbunden ist. Die Ventileinrichtung 23 ist mit Hilfe einer Signalleitung 25 mit der Steuereinrichtung 9 gekoppelt. Die Ventileinrichtung 23 ist vorzugsweise ein Mehrwegeventil. Die Ventileinrichtung 23 ist dazu eingerichtet, die Abluft A entweder über einen Luftpfad 26 in die Umgebung abzuleiten oder über einen Luftpfad 27 dem Raum 19 zuzuleiten. Der Raum 19 kann mit einem optionalen Luftpfad 28 mit der Ventileinrichtung 12 verbunden sein.

Die Akkumulator-Anordnung 6 kann eine optionale Belüftungs-Steuereinrichtung 29 aufweisen, die mit der Steuereinrichtung 9 über eine Signalleitung 30 gekoppelt ist. Die Belüftungs-Steuereinrichtung 29 kann auch eine Regeleinrichtung sein. Die Belüftungs- Steuereinrichtung 29 kann dazu eingerichtet sein, die Belüftung des Raums 19, bei- spielsweise durch Öffnen und Schließen von Fenstern oder Belüftungsöffnungen zu steuern.

Dem Lithium-Luft-Akkumulator 1 kann eine Filtereinrichtung 31 vorgeschaltet sein, die dazu eingerichtet ist die Zuluft L aufzubereiten. Insbesondere kann die Filtereinrichtung 31 dazu eingerichtet sein, die Zuluft L von Partikeln zu reinigen. Hierdurch wird ein Zu- setzen oder Verblocken der mesoporösen zweiten Elektrode 3 verhindert.

Weiterhin ist die Filtereinrichtung 31 auch dazu eingerichtet, in der Zuluft L enthaltene Schadgase herauszufiltern. Insbesondere ist die Filtereinrichtung 31 , wie die Aufbereitungseinrichtung 18, dazu eingerichtet, Schadgase wie Schwefeloxide SO _x , Ammoniak NH ₃ , Stickoxide NO _x , Schwefelwasserstoff H ₂ S, Kohlenmonoxid CO, Kohlendioxid CO ₂ chemisch aus der Zuluft L herauszufiltern. Diese Schadgase können als Katalysatorgifte wirken, die den an der zweiten Elektrode 3 vorgesehenen Katalysator dauerhaft schädigen können. Die Filtereinrichtung 31 kann zur chemischen Filterung beispielsweise Kaliumkarbonat K ₂ CO ₃ , Kalziumhydroxid Ca(OH) ₂ und/oder Aktivkohle aufweisen. Hierdurch bleibt die Katalysatorwirkung dauerhaft bestehen. Die Filtereinrichtung 31 ist vorzugsweise auch dazu eingerichtet, die dem Lithium-Luft- Akkumulator 1 zugeführte Zuluft L derart zu konditionieren, dass die Zuluft L eine vorgegebene relative Luftfeuchtigkeit aufweist. Insbesondere ist die Filtereinrichtung 31 dazu eingerichtet, der Zuluft L die gesamte Feuchtigkeit zu entziehen. Hierdurch wird eine Reaktion des metallischen Lithiums Li der ersten Elektrode 2 mit Wasser verhindert. Bei der Anwendung für andere Arten von Metall-Luft-Akkumulatoren wie beispielsweise Silizium-Luft-Akkumulatoren kann die Filtereinrichtung 31 dazu eingerichtet sein, einen definierten und gleichbleibenden Wert der Luftfeuchtigkeit zu gewährleisten. Die Funktionalität der Akkumulator-Anordnung 6 wird im Folgenden kurz erläutert. Bei der Entladung des Lithium-Luft-Akkumulators 1 wird diesem die aufbereitete Zuluft L zugeführt. Die Ventileinrichtung 13 ist so geschaltet, dass die sauerstoffabgereicherte Abluft A über den Luftpfad 1 6 in die Umgebung abgegeben wird.

Bei der Ladung des Lithium-Luft-Akkumulators 1 , bei der an der zweiten Elektrode 3 Sauerstoff 0 ₂ abgegeben wird, wird die zweite Ventileinrichtung 13 von der Steuereinrichtung 9 so angesteuert, dass die Abluft A über den Luftpfad 17 der Aufbereitungseinrichtung 18 zugeführt wird. In der Aufbereitungseinrichtung 18 wird die Abluft A, wie zuvor beschrieben, aufbereitet. Je nachdem, wie hoch der von der Steuereinrichtung 9 mit Hilfe der Sensoreinrichtung 21 ermittelte Sauerstoffgehalt in dem Raum 19 ist, wird die dritte Ventileinrichtung 23 entweder so angesteuert, dass die Abluft A über den Luftpfad 26 an die Umgebung abgegeben wird oder dass die Abluft A über den Luftpfad 27 in den Raum 19 geleitet wird. Liegt der ermittelte Sauerstoffgehalt in dem Raum 19 über einem vorbestimmten Sollwert, wird die Abluft A an die Umgebung abgegeben. Alternativ kann die sauerstoffangereicherte Abluft A mit Hilfe einer Speichereinrichtung gespei- chert werden, um beispielweise dem Lithium-Luft-Akkumulator 1 beim Entladen desselben wieder zugeführt zu werden. Die Speichereinrichtung kann ein Drucktank sein. Liegt der ermittelte Sauerstoffgehalt in dem Raum 19 unter dem Sollwert, wird die sauerstoffangereicherte Abluft A in den Raum 19 geleitet. Hierbei kann der Sauerstoffgehalt der Luft in dem Raum 19 höher sein als in der Umgebung. Hierdurch kann beispielswei- se die Konzentrationsfähigkeit eines Fahrers verbessert werden.

Falls der Sauerstoffgehalt in dem Raum 19 zu hoch ist, kann mit Hilfe der Belüftungs- Steuereinrichtung 29 der Sauerstoffgehalt sehr schnell durch ein Belüften des Raums 19 gesenkt werden. Die in dem Raum 19 enthaltene Luft kann weiterhin über den optionalen Luftpfad 28 der ersten Ventileinrichtung 12 als Zuluft L für den Lithium-Luft-Akku- mulator 1 zugeführt werden.