能量存储器制造技术

本发明专利技术涉及一种由多个超级电容－电池构成的能量存储器。一些这种超级电容－电池分别与一个存储器模块电连接。每个存储器模块布置在一个壳体中。各个超级电容－电池与壳体至少间接地导热接触。多个壳体这样上下地或相邻地堆叠，即流体可流过壳体之间的至少部分区域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有在权利要求1的前序部分的特征部分中所述的特征的能量 存储器以及这种能量存储器的应用。
技术介绍
由超级电容-电池或高功率电容器-电池构成的能量存储器自身由普遍的现有技 术已知。如果能量作为带有相对较高电流的电功率出现，那么可以优选地使用这样的能量 存储器例如用于中间存储能量。例如具有柴电驱动装置的混合动力客车就可以使用这种能 量存储器。这种客车在制动和重新加速时由于其相对较大的质量会产生非常高的电的制动 功率或需要相对较高的电功率来进行加速。为了能够尽可能无损耗地将这些功率存储并且 重新使用，超级电容-电池特别良好地适用于能量存储器，这是因为与蓄电池相比这种超 级电容-电池具有更小的内阻并且进而具有更小的功率损耗。常规的、带有多个超级电容-电池的能量存储器这样典型地构成，即一些超级电 容-电池分别与一个存储器模块电连接，其中，各个存储器模块随后会构成能量存储器或 与该能量存储器相连。普通的现有技术公开的是，各个存储器模块的超级电容-电池布置 在自身的壳体中。然后在这些壳体中，超级电容-电池典型地至少间接地与壳体导热接触， 从而当在混合动力车辆中使用时利用空气、例如利用迎面风对壳体产生的环流确保了对超 级电容-电池进行一定程度的冷却。然而在常规的结构中，迎面风经常不足以提供必要的 冷却功率。因此，由普遍的现有技术同样已知的是，各个存储器模块的每个壳体还附加地具 有电驱动的通风装置。该通风装置确保了壳体的强制环流并且进而可以改进各个存储器模 块的冷却并因此最终也改进了整个能量存储器的冷却。现在由各个壳体构成的、分别带有自有的冷却装置的结构相对比较昂贵并且导致 能量存储器的结构非常复杂。因此，能量存储器典型地具有多个单独的固定元件以及特别 具有多个电缆，通过这些电缆将单独的模块相互地、并且与必要的电子装置进行电连接。对 于每个壳体还可以存在自有的通风装置，该事实明显地再次增加了复杂性以及所需的电缆 的数量。总之，这导致结构的装配和维护都格外复杂。另外如果这种结构使用在混合动力 车辆中，例如装配在混合动力的客车顶上的话，在带有相互纠缠的电线和电缆的极为复杂 的结构中很快就会积攒非常多的污垢，一方面来讲，这些污垢会影响存储器模块的各个壳 体的冷却，阻塞通风装置，并且总体上来讲，会加速这个区域中污垢的积累。这种积累的污 垢以及连接在结构中的复杂导线在一定条件下会暴露在大气环境中，由此极容易对能量存 储器造成功能性损害。敞开布置在车辆的区域中的电缆除了由于污垢和大气环境影响以及 由于汽车震动的影响容易松动之外，并且随后会由于磨损而损坏。
技术实现思路
现在，这里提出的本专利技术的目的是实现如上所述的、避免了所说明的缺点的能量 存储器，并且提供具有简单且成本低廉的结构的、非常易于安装并且层次清楚的能量存储器，此外，该能量存储器确保了理想的、用于冷却包含在其中的超级电容-电池的必要条 件。根据本专利技术，所述目的通过在权利要求1的特征部分中所述的特征来实现。根据本专利技术，现在多个壳体这样上下地或相邻地堆叠，即流体、也就是说液态的或 特别是气态的介质可流过壳体之间的至少部分区域。壳体的相邻或上下相叠的、或者是在 部分区域中彼此相邻放置的或者是也相互间隔的堆叠构成了可以非常易于在机械上实现 的结构，并且该结构利用流体、例如具有能量存储器的混合动力车辆的迎面风实现在壳体 的中间区域中的穿流性。因此形成了紧凑且简单的、能够通过穿流性理想地进行冷却的结 构。此外在根据本专利技术的能量存储器的另一个非常适合且有利的设计方案中提出，即 壳体在堆叠方向上具有基本上呈波浪形的或由相互跟随的凸起构成的轮廓。这种轮廓理想 地适合包围各个典型地设计成圆形电池的超级电容-电池。此外在壳体的具有这种轮廓的 堆叠中，在波腹或凸起之间分别留有适于冷却流体流过的自由空间，该轮廓这样典型地实 现，即在相邻的模块中的波腹或凸起同样碰触到其壳体的波腹或凸起。此外在根据本专利技术的能量存储器的另一个非常适合且有利的设计方案中提出，即 壳体在堆叠方向上分别包括仅仅一个超级电容-电池。各个存储器模块的超级电容-电池 也就横向于堆叠方向布置，以便使得各自的存储器模块的壳体的厚度在堆叠方向上总是只 包括一个存储器电池。因此确保了，该超级电容-电池可以从壳体的两个侧面出发通过至 少在壳体之间的部分区域中流过的冷却的流体流理想地实现冷却。此外在根据本专利技术的能量存储器结构的另一个非常适合且有利的设计方案中提 出，即存储器模块的壳体具有导热良好的材料，特别是基于铝的材料。通过使用铝材料，由 铝或铝合金制成的相应的部分区域非常容易地制成铝型材或铝板的形式。对于壳体的结构 来讲，由铝制成的、特别的压铸型材或连铸型材简单且有效地使用作为带有高导热性的、简 单且成本低廉的材料。此外在根据本专利技术的能量存储器的另一个非常适合且有利的设计方案中提出，即 壳体至少部分地填充有导热的浇注材料或导热的油并且密封地封闭。使用电绝缘的、导热 的浇注材料或电绝缘的导热的油确保了，布置在存储器模块中的超级电容-电池彼此电绝 缘以及相对于同样可布置在壳体中的电子组件电绝缘。另外，通过浇注材料或油确保了良 好的导热性能，这是因为可以直接通过热传导来从超级电容-电池的区域中传导热量并且 不必消除绝缘气隙或类似物。因此可以这样设计浇注材料，即将壳体部分或全部地浇注。也 可以考虑引入垫形式的浇注材料。在根据本专利技术的能量存储器的另一个非常适合且有利的设计方案中，壳体由两个 基本上呈波浪形的或具有相互跟随的凸起的板部件构成，该板部件在纵向侧面上通过U形 型材连接，并且在端面上通过特别是由塑料制成的遮盖件封闭。这种由两个主要呈波浪形 的或具有相互跟随的凸起的薄板或板部件构成的结构相应地是简单且有效的，在薄板或板 部件中引入了彼此有一定的间距的、用于容纳各个超级电容-电池的弓形区域。这种薄板 可以制成为例如由铝或其它金属制成的、按米计算出售的薄板。然后将这些薄板在纵向侧 面上通过两个U形型材相互连接，这同样可以相对简单地实现，这是因为薄板在纵向侧面 上具有能简单并有效地利用U形型材抓住的、平坦的闭合部分。端面基于两个薄板的、彼此面对的型材具有比较复杂的形状，在这些端面上可以随后使用特别由塑料制成的、并且可 以通过压铸工艺简单且成本低廉地生产的遮盖件。以优选的方式和方法可以这样进行安装，即将板部件中的任一个放置在相应的底 座上并在其凸起的区域中布置了相应的超级电容-电池。该超级电容-电池随后会相互连 接并且在一定条件下与布置在壳体区域中的电子装置连接。然后可以从上面放置第二薄 板。然后两块薄板可以在两个纵向侧面上通过U形型材被相互夹紧。对此，在一定条件下 可以使用粘合剂、焊接工艺或类似物，以便将壳体在板和U形型材之间的接缝处密封。然后 可以将壳体架起，并且在一侧连接或粘贴顶盖。然后在另一侧上可以同样安装顶盖，特别在 根据优选的改进方案利用浇注材料或导热的、但电绝缘的油来填充壳体。此外在能量存储器的结构的另一个特别适合且有利的设计方案中提出，即壳体包 括多个超级电容-电池以及至少一个用来为该电池补偿电池电压的电子装置。在该结构中 电子装置集成在每个存储器模块中，该结构显著地简化了存储器模块的结构和电缆布置。 特别本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能量存储器：１．１具有多个超级电容－电池；１．２其中一些所述超级电容－电池分别与一个存储器模块电连接；其中１．３每个所述存储器模块布置在一个壳体中；其中１．４各个所述超级电容－电池与所述壳体至少间接地导热接触地布置，其特征在于，１．５多个所述壳体（１０）这样上下地或相邻地堆叠，即流体可流过所述壳体之间的至少部分区域。

【技术特征摘要】
DE 2009-10-28 102009050960.71. 一种能量存储器1.1具有多个超级电容-电池；1. 2其中一些所述超级电容-电池分别与一个存储器模块电连接；其中 1. 3每个所述存储器模块布置在一个壳体中；其中1.4各个所述超级电容-电池与所述壳体至少间接地导热接触地布置， 其特征在于，1.5多个所述壳体(10)这样上下地或相邻地堆叠，即流体可流过所述壳体之间的至少 部分区域。2.根据权利要求1所述的能量存储器，其特征在于，所述壳体(10)在堆叠方向上具有 基本上呈波浪形的或由相互跟随的凸起( 构成的轮廓。3.根据权利要求1或2所述的能量存储器，其特征在于，所述壳体(10)在所述堆叠方 向上分别包括仅仅一个超级电容-电池(3)。4.根据权利要求1，2或3所述的装置，其特征在于，所述存储器模块(1)的所述壳体(10)具有导热良好的材料，特别是基于铝的材料。5.根据权利要求1至4中任一项所述的能量存储器，其特征在于，所述壳体(10)至少 部分地填充有导热的浇注材料或导热的油并且密封地封闭。6.根据权利要求1至5中任一项所述的能量存储器，其特征在于，所述壳体(10)由两 个基本上呈波浪形的或具有所述相互跟随的凸起(5)的板部件(4)构...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔特劳，龙尼格佩费尔特，安德烈亚斯奥斯曼，
申请(专利权)人：沃依特专利有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]