在电池之间具有降低的温度可变性的能量储存装置制造方法及图纸

本公开内容涉及一种改进的能量储存装置，其具有带有限定内部容积的一个或多个侧壁的壳体。侧壁包括底侧壁和具有空气入口和出口的前侧壁。能量储存装置还包括多个电池，其在底侧壁顶上布置成内部容积内的矩阵。另外，电池限定顶表面。此外，能量储存装置包括与空气入口和空气出口一起构造的空气流分配网络。此外，空气流分配网络至少部分地与多个电池密封（例如，在前侧壁处）以便当经由空气入口提供外部空气时降低横跨电池的温度可变性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在电池之间具有降低的温度可变性的能量储存装置
本公开内容主要涉及能量储存装置，并且更具体地涉及在能量储存装置内的电池之间具有降低的温度可变性的能量储存装置。
技术介绍
通常，对于离网或弱网消耗实体（例如，电信设施）而言，主电源可包括混合发动机-发电机/蓄电池组系统，其可在备用情况下使用。例如，如果来自商业公用事业的电力丧失，则发动机-发电机组可启动以向设施供电。然而，发动机-发电机组的起动耗费时间；因此，蓄电池组可在此种过渡时间周期期间提供电力。如果发动机-发电机组未能起动（例如，燃料耗尽、遭受机械故障等），则蓄电池组能够提供电力用于附加的时间周期。这样，电能的产生不必为满足瞬时的消耗而急剧地按比例增加和减少。确切而言，发电可维持在更加恒定的水平。因此，电功率系统可在恒定的发电水平下更加高效和容易地操作。其它的蓄电池组应用可包括并网的能量储存系统和/或活动基（motive-based）储存装置。例如，此类并网蓄电池组系统可用于商业/工业设备的峰值抑制、缓解配电网中的峰值负载、能量交易、缓解夜间的太阳能、太阳/风力发电的升级，和/或任何其它适合应用。此类蓄电池组通常包括收容在内壳体内的多个电池。每个电池均为子系统构件块，该子系统构件块含有在其中以其最小的可用形式储存的电化学能量。因此，电池设计成用以保持在单独隔间（也即，阳极和阴极）中的反应，其中在它们之间具有工作隔膜（例如，固体电解质）。此外，各个电池通常具有有限的充电容量（例如，40A-hr）并且受限于电化学电势（例如，通常从大约1.5V至大约3.5V）。因此，为了产生具有有用容量和电压的电能储存系统，多个电池串联地、并联地或以它们的组合连接以形成蓄电池组。典型地，电池的集成通常称为电池组合件（pack）。因此，在电池组合件内，电池可串联地、并联地和/或以它们的组合连接以提供有用量的电能容量和电压。因此，蓄电池组或能量储存装置通常是指整个的能量储存系统，包括电池组合件、总线导体、电绝缘、热绝缘、温度调节子系统、电子控制子系统，和/或外部处理特征结构。在上文所述的蓄电池组应用以及任何其它适合的蓄电池组应用中，重要的是在蓄电池组内的电池之间保持一致的温度。对于现代设计而言，冷却硬件使空气在电池组合件下面流动且然后流过顶部。然而，由于空气流不是密封的，故一部分空气流过前电池，从而致使前电池比其余电池更多地冷却。当电池变得更冷时，它们的内部电阻升高，这可在以固定的电流再充电期间达成横跨电池的更高电压。这种更高的电压于是可损坏冷的电池，这可降低总体蓄电池组的特性和/或可靠性。因此，将应有利的是提供一种在电池之间具有降低的温度可变性的改进能量储存系统。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在下文描述中部分地阐述，或者可根据该描述是显而易见的，或者可通过实施本专利技术而懂得。本公开内容的一个实例方面涉及一种在电池之间具有降低的温度可变性的能量储存装置。更具体地，在某些实施例中，能量储存装置包括内壳体，其具有限定内部容积的一个或多个侧壁。侧壁至少包括底侧壁和具有空气入口和空气出口的前侧壁。能量储存装置还包括多个电池，其在底侧壁的顶上布置成在内壳体的内部容积内的矩阵。另外，多个电池限定顶表面。能量储存装置还包括与空气入口和空气出口一起构造的空气流分配网络。此外，空气流分配网络至少部分地与多个电池密封（例如，在前侧壁处）以便当经由空气入口提供外部空气时降低横跨电池的温度可变性。在一个实施例中，空气流分配网络与内壳体的底侧壁一起构造并且从内壳体的前侧壁延伸至其后侧壁。在另一实施例中，空气流分配网络可包括覆盖有贮槽（sump）板的多个空气流管。更具体地，在某些实施例中，贮槽板可包括多个穿孔。在另一实施例中，能量储存装置可包括至少一个热撒布器（spreader）板，其定位在内部容积内的一个或多个位置处，包括但不限于多个电池的顶或底表面、多个电池的侧表面，或者多个电池中的一个或多个之间。因此，热撒布器板（多个）构造成用以横跨电池组合件传热以便改善蓄电池组可靠性。在一个实施例中，能量储存装置还可包括定位在多个电池的顶表面上的加热器和至少一个电绝缘板。因此，在此类实施例中，能量储存装置还可包括至少一个热撒布器板，其可定位在加热器和至少一个电绝缘板之间。在另一实施例中，能量储存装置还可包括歧管，其构造在前排的电池和能量储存装置的内壳体的前侧壁之间。更具体地，在某些实施例中，歧管可具有能量储存装置的内壳体的总体高度的大约50%或更大的高度。备选地，在另外的实施例中，歧管可具有低于内壳体的总体高度的50%的高度。更具体地，在具体实施例中，歧管的高度可为内壳体的总体高度的大约5%至大约40%以降低从电池组合件至歧管的不需要的传导传热。在附加的实施例中，能量储存装置还可包括构造在其中的一个或多个电绝缘板。更具体地，在某些实施例中，电绝缘板（多个）可与内壳体的前侧壁一起构造、构造在电池的一个或多个之间、构造在多个电池的顶表面上，或者它们的任何组合。在另外的实施例中，电绝缘板（多个）可至少部分地由任何适合的高温电绝缘材料（例如，云母）或任何其它适合的矿物材料构成。在附加的实施例中，电绝缘板（多个）可限定空气流通道，例如U形截面，以便允许空气流经由其通过。在又一实施例中，热撒布器板（多个）可夹合在至少两个电绝缘板之间并且定位在电池的一个或多个之间。在还一实施例中，热撒布器板（多个）可至少部分地由金属或金属合金中的至少一者构成。更具体地，在某些实施例中，金属或金属合金可包括铜、铝、钢、锌、黄铜、铁、镍，或类似物中的至少一种，或者任何其它的高热导材料（例如，石墨烯），或者它们的任何组合。例如，在一个实施例中，热撒布器板（多个）可由铜构成并且可镀镍，例如以便保护板（多个）免受氧化和/或腐蚀。在附加的实施例中，内壳体的底侧壁还可包括从内壳体的后侧壁延伸至前侧壁的空气流分配网络。更具体地，在某些实施例中，空气流分配网络可包括由贮槽板覆盖的一个或多个空气流管。此外，贮槽板可包括多个穿孔和/或包括限定用于一个或多个空气流管的通道的波状轮廓（profile）。例如，在一个实施例中，空气流分配网络可包括容纳在穿孔的贮槽板通道内的冷却空气流管。因此，穿孔构造成用以允许冷却空气以最小的压降流经能量储存装置。在还一实施例中，能量储存装置还可包括一个或多个热绝缘材料，其构造在内壳体的内部容积内的一个或多个位置处。例如，在某些实施例中，绝缘材料的一个或多个条带可构造在空气流分配网络的至少一部分的顶上，例如在贮槽板的顶上，以便使空气流分配网络与邻近内壳体的前侧壁的电池绝缘。在另一实施例中，一个或多个热绝缘材料可与内壳体的前侧壁一起构造。在又一实施例中，能量储存装置还可包括一个或多个密封件，例如，在内壳体的前侧壁的空气入口处。因此，密封件（多个）构造成用以隔离提供至空气入口的外部空气与空气分配网络。更具体地，在某些实施例中，空气入口可包括环形密封件。在另外的实施例中，能量储存装置可包括氯化钠镍蓄电池组、钠硫蓄电池组、锂离子蓄电池组、镍金属氢化物蓄电池组或类似物中的至少一种。在另一方面，本公开内容涉及一种在电池之间具有降低的温度可变性的能量储存装置。更具体地，在某些实施例中，能量储存装置包括内壳体，其具有限定内部容积的一个或多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能量储存装置，包括：壳体，其包括限定内部容积的一个或多个侧壁，所述侧壁至少包括底侧壁和前侧壁，所述前侧壁包括空气入口和空气出口；多个电池，其在所述底侧壁的顶上布置成在所述内部容积内的矩阵并且限定顶表面；以及，空气流分配网络，其与所述空气入口和所述空气出口一起构造，所述空气流分配网络至少部分地与所述多个电池密封以便当经由所述空气入口提供外部空气时降低横跨所述电池的温度可变性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.02 US 14/8431641.一种能量储存装置，包括：壳体，其包括限定内部容积的一个或多个侧壁，所述侧壁至少包括底侧壁和前侧壁，所述前侧壁包括空气入口和空气出口；多个电池，其在所述底侧壁的顶上布置成在所述内部容积内的矩阵并且限定顶表面；以及，空气流分配网络，其与所述空气入口和所述空气出口一起构造，所述空气流分配网络至少部分地与所述多个电池密封以便当经由所述空气入口提供外部空气时降低横跨所述电池的温度可变性。2.根据权利要求1所述的能量储存装置，其特征在于，所述空气流分配网络与所述壳体的底侧壁一起构造并且从所述壳体的前侧壁延伸至其后侧壁。3.根据权利要求2所述的能量储存装置，其特征在于，所述空气流分配网络包括覆盖有贮槽板的多个空气流管，其中，所述贮槽板包括多个穿孔。4.根据权利要求1所述的能量储存装置，还包括定位在所述内部容积内的一个或多个位置处的至少一个热撒布器板，所述至少一个热撒布器板构造成用以横跨所述多个电池传热，所述一个或多个位置包括所述多个电池的顶表面或者在所述多个电池之间中的至少一者。5.根据权利要求4所述的能量储存装置，还包括定位在所述多个电池的顶表面上的加热器和至少一个电绝缘板，其中，所述至少一个热撒布器板定位在所述加热器和所述至少一个电绝缘板之间。6.根据权利要求1所述的能量储存装置，还包括构造在前排的电池和所述壳体的前侧壁之间的歧管。7.根据权利要求6所述的能量储存装置，其特征在于，所述歧管包括在所述壳体的总体高度的大约5%至大约40%的高度。8.根据权利要求1所述的能量储存装置，还包括定位在所述内部容积内的一个或多个位置处的一个或多个电绝缘板，所述一个或多个位置包括所述壳体的前侧壁、所述电池中的一个或多个之间、在所述多个电池的顶表面上，或者它们的任何组合中的至少一者。9.根据权利要求8所述的能量储存装置，还包括夹合在至少两个电绝缘板之间和构造在所述多个电池之间的至少一个热撒布器板。10.根据权利要求1所述的能量储存装置，其特征在于，所述热撒布器板至少部分地由金属或金属合金中的至少一者构成，其中，所述金属或金属合金包括铜、铝、钢、锌、黄铜、铁、石墨烯或镍中的至少一者。11.根据权利要求5所述的能量储存装置，其特征在于，所述一个或多个电绝缘板限定空气流通道，所述一个或多个电绝缘板至少部分地由云母构成。12.根据权利要求11所述的能量储存装置，还包括构造在所述壳体的内...

【专利技术属性】
技术研发人员：KJ弗鲁特希，JS林赛，KL巴米迪帕蒂，JT布劳韦尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US