用于移动工作机的电容能量存储设备制造技术

本发明专利技术涉及用于移动工作机的电容能量存储设备。一种电容器模块，包括电容器元件（101），连接至该电容器元件的第一极的第一电压端子（102），以及连接至该电容器元件的第二极的第二电压端子（103）。该电容器模块进一步包括用于冷却该电容器元件的冷却管道系统（104），以及封装该电容器元件和冷却管道系统的外壳（105）。该外壳包括用于第一和第二电压端子的接线通路（106）以及用于冷却管道系统的管路通路（107）。由于该电容模块被封装并且包括冷却管道以及接线和管路通路，所以能够通过将以上所描述的这种电容器模块进行互连而构建不同大小的模块化的电容能量存储设备，并且无需单独构建被提供有冷却管道的封装。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及用于移动工作机的电容能量存储设备。一种电容器模块，包括电容器元件（101），连接至该电容器元件的第一极的第一电压端子（102），以及连接至该电容器元件的第二极的第二电压端子（103）。该电容器模块进一步包括用于冷却该电容器元件的冷却管道系统（104），以及封装该电容器元件和冷却管道系统的外壳（105）。该外壳包括用于第一和第二电压端子的接线通路（106）以及用于冷却管道系统的管路通路（107）。由于该电容模块被封装并且包括冷却管道以及接线和管路通路，所以能够通过将以上所描述的这种电容器模块进行互连而构建不同大小的模块化的电容能量存储设备，并且无需单独构建被提供有冷却管道的封装。【专利说明】用于移动工作机的电容能量存储设备
本专利技术总体上涉及电容能量存储设备。更具体地，本专利技术涉及一种适于作为电容能量存储设备的基本构造单元的电容器模块以及一种具有模块化结构的电容能量存储设备。此外,本专利技术涉及一种包括机电动力传动链的移动工作机。
技术介绍
机电动力传动链通常包括一个或多个电机以及电力转换器。机电动力传动链可以是串行传动链，其中电机之一作为发电机进行操作并且电力转换器被布置以将发电机所产生的电压转换为具有适用于一个或多个其它电机的振幅和频率的电压。该发电机可以利用内燃机进行驱动，该内燃机例如可以是柴油发动机、奥托循环发动机或涡轮发动机。其它电机例如可以是移动工作机的车轮中的电动机。电力转换器通常包括中间电路、发电机和该中间电路之间的转换器级、以及该中间电路和其它电机之间的一个或多个其它转换器级。另外，通常需要中间电路和过压保护电阻器之间的转换器级以及中间电路和诸如电池和/或高容量电容器之类的能量存储之间的转换器级。机电动力传动链也可能是并行传动链，其中发电机偶尔被用作辅助内燃机的电动机，特别是在需要高输出功率时。在这样的情况下，电力转换器通常包括中间电路、发电机和该中间电路之间的转换器级、以及该中间电路和一个或多个能量存储之间的一个或多个转换器级。此外，同样与并行传动链相结合，通常需要用于对过压保护电阻器的操作进行控制的转换器级。由于机电动力传动链通常包括许多转换器级、能量存储和过压保护电阻器，所以组件数量很多并且因此组件的布置以及组件之间的连线会复杂且耗费空间。此外，与转换器级、能量存储和过压保护电阻器相关的冷却装置也会由于大量有待冷却的对象而复杂且耗费空间。提高整合水平的典型方式是使用具有集成结构并且包括电力电子器件的电力电子模块，以使得例如连接至发电机的转换器级的主电路可以利用单个电力电子模块来实施。通常，以上所提到类型的电力电子模块包括切换分支，其中每个分支包括第一电气节点、第二电气节点、第三电气节点、以及用于选择将第三电气节点连接至第一电气节点还是第二电气节点的可控电力开关。由于交变电压系统的相位数量通常为三个，所以标准的电力电子模块包含三个切换分支。每个可控电力开关例如可以是被提供有反并联二极管的绝缘栅双极晶体管(IGBT )，但并非必然如此。尽管作为以上所描述类型的电力电子模块，在诸如通常利用一个或多个电子DC至DC电力转换器而连接至中间电路的电容能量存储设备之类的其它元件的实施方式、连线、控制和/或冷却方面仍然存在着挑战。此外，在通常作为以上所提到的电子DC至DC电力转换器的一部分的一个或多个电感的连线和/或冷却方面会存在着挑战。
技术实现思路
以下给出简要的
技术实现思路
以便提供对各个专利技术实施例的一些方面的基本理解。本
技术实现思路
并非是本专利技术的延展性概述。其并非意在标示出本专利技术的关键或必要要素也并非意在对本专利技术的范围进行限制。以下
技术实现思路
仅以简化形式给出本专利技术的一些概念而作为对于本专利技术示例性实施例更为详细的描述的前序。依据本专利技术的第一方面，提供了 一种新颖的电容器模块，其适于作为模块化电容能量存储设备的基本构造单元。根据本专利技术的电容器模块包括:-电容器元件，-连接至该电容器元件的第一极的第一电压端子，-连接至该电容器元件的第二极的第二电压端子，-用于对该电容器元件进行冷却的冷却管道系统，以及-封装该电容器兀件和冷却管道系统的外壳,该外壳包括用于该第一和第二电压端子的接线通路和用于该冷却管道系统的管路通路，其中该冷却管道系统的壁将该冷却管道系统的内部空间与该外壳内包围该冷却管道系统的空间隔尚开。该外壳、接线通路和管路通路有利地被设计为防止水和/或外部杂质渗入该电容器模块之中。由于该电容器模块被封装并且包括冷却管道以及连线和管路通路，所以能够通过对以上所描述的类型的电容器模块进行互连而构建不同大小的模块化电容能量存储设备，并且无需单独构建被提供有冷却管道的封装。该电容器模块的电容器元件例如可以包括通常被称作“超级电容器”的双电层电容器“EDLC”，或者许多电气互连的双电层电容器。根据本专利技术有利的示例性实施例的电容器模块进一步包括位于外壳之内并且被配置为对与该电容器模块相关的数据进行测量的测量设备，以及能够将所测量的数据传送至外部数据传输系统的数据接口。所测量数据例如可以包括电容器元件的电流、电容器元件的电压、电容器元件的并联的子元件的电流、电容器元件的串联的子元件的电压和/或外壳内的温度。外部数据传输系统例如可以是控制域网络“CAN”。依据本专利技术的第二方面，提供了一种新颖的电容能量存储设备，其包括:-电容器系统，其包括至少两个电气互连的、根据本专利技术的并且以上所描述的类型的电容器模块，和-管线，其将该电容器模块的冷却管道系统相互连接，从而使得该电容能量存储设备能够被连接至外部冷却剂循环系统。在根据本专利技术的有利示例性实施例的电容能量存储设备中，电容器模块之一包括处于该电容器模块内部的一个或多个电感线圈。每个电感线圈可以被用作连接至该电容器系统的电力转换器的一部分并且被配置为改变该电容器系统的电压。因此，无需在电容器模块之外安装电感线圈。在根据本专利技术的有利示例性实施例的电容能量存储设备中，电容器模块之一包括位于该电容器模块的外壳内部并且经由例如CAN的数据传输系统被连接至其它电容器模块的控制器。该控制器被配置为基于在该电容器模块所测量的数据来产生与电容能量存储设备相关的数据。所产生的数据例如可以指示电容能量存储设备的电压，电容能量存储设备的电流，由电容能量存储设备所接收或给出的功率，在串联的电容器模块之间的电压分布，在并联的电容器模块之间的电流分布，和/或电容能量存储设备的最高温度。此外，该控制器可以被配置为基于所产生的数据对过压保护电阻器和电力转换器进行控制，其中该电力转换器被连接至电容器系统并且被配置为改变电容器系统的电压。依据本专利技术的第三方面，提供了一种新颖的移动工作机。该移动工作机包括:-内燃机，以及-处于该内燃机与该移动工作机的一个或多个车轮、履带或其它致动器之间的机电动力传动链，其中，该机电传动链包括根据本专利技术的至少一个电容能量存储设备。该移动工作机优选地包括液体冷却系统，其被连接至该电容能量存储设备设备的管路并且被配置为对该移动工作机的液压系统以及该机电动力传动链二者进行冷却。该移动工作机例如可以是拖拉机、铲斗机、压路机、推土机，或者具有车轮和/或履带的任意其它工作机。本专利技术的多个非限制示例性实施例在所附从属权利要求中进行描述。本专利技术关于构造和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于存储直流电压的电容器模块，所述电容器模块包括：?电容器元件（101），?连接至所述电容器元件的第一极的第一电压端子（102），?连接至所述电容器元件的第二极的第二电压端子（103），?用于对所述电容器元件进行冷却的冷却管道系统（104），以及?封装所述电容器元件和所述冷却管道系统的外壳（105），所述外壳包括用于所述第一和第二电压端子的接线通路（106）以及用于所述冷却管道系统的管路通路（107），其中所述冷却管道系统的壁将所述冷却管道系统的内部空间与所述外壳内包围所述冷却管道系统的空间隔离开，其特征在于，所述电容器模块包括一个或多个电感线圈（108?113），所述电感线圈处于所述外壳之内并且用于对所述电容器模块的电流进行平滑，每个所述电感线圈被连接在所述第一电压端子的极和所述电容器元件的所述第一极之间，以使得所述电容器元件的所述第一极经由纳入考虑的所述电感线圈而连接至所述第一电压端子的所述极。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：泰罗·耶尔韦莱恩，
申请(专利权)人：威士多公司，
类型：发明
国别省市：