Модуль накопичення енергії, який містить множину пристроїв накопичення енергії

Номер патенту: 115279

Опубліковано: 10.10.2017

Автори: Лє Ґал Лоран, Жювентен Анн-Клер

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Модуль (10) накопичення енергії, який містить множину електрично з'єднаних між собою пристроїв (12) накопичення енергії, зовнішній кожух (40), в якому розташовані пристрої (12) накопичення енергії і щонайменше один теплообмінник (24), який відрізняється тим, що пристрої (12) накопичення енергії розташовані поряд один з одним щонайменше на двох різних рівнях (N1, N2), при цьому теплообмінник або щонайменше один з теплообмінників (24) знаходиться між двома суміжними рівнями, входячи у термічний контакт щонайменше з одним пристроєм накопичення енергії кожного з двох суміжних рівнів на двох відповідних протилежних контактних боках (26А, 26В) теплообмінника, зазначений теплообмінник або щонайменше один з вказаних теплообмінників (24) закріплений на кожусі (40) модуля на рівні щонайменше однієї стінки (28) кріплення, відмінної від контактних боків (26А, 26В), при цьому стінки кріплення теплообмінника і кожуха виконані так, що модуль має простір між відповідним стінками (28, 44) кріплення теплообмінника і кожуха щонайменше в одному місці, відмінному від місця (70) кріплення.

2. Модуль за п. 1, в якому теплообмінник (24) виконаний так, що місце кріплення або щонайменше одне з місць кріплення, зокрема, кожне місце (70) кріплення теплообмінника виступає відносно решти стінки (28) кріплення.

3. Модуль за п. 1 або 2, в якому теплообмінник (24) містить щонайменше один канал (30) для циркуляції текучого середовища.

4. Модуль за п. 3, в якому теплообмінник (24) містить вхід (32) і вихід (34) текучого середовища, при цьому кожух містить щонайменше один отвір (52) для проходження текучого середовища зовні.

5. Модуль за п. 4, в якому теплообмінник містить виступаючі з'єднувачі (32, 34), які утворюють вхід і вихід текучого середовища, причому ці з'єднувачі виконані з можливістю проходження через відповідний отвір (52) кожуха (40), при цьому між кожухом і виступаючими з'єднувачами встановлена прокладка (54).

6. Модуль за будь-яким із пп. 1-5, в якому теплообмінник (24) призначений для входження у термічний контакт з усіма пристроями (12) накопичення енергії двох суміжних рівнів (N1, N2).

7. Модуль за будь-яким із пп. 1-6, в якому теплообмінник (24) містить два протилежні контактні боки (26А, 26В) і щонайменше одну бічну стінку (28), яка проходить між протилежними контактними боками по суті перпендикулярно до контактних боків, при цьому місця (70) кріплення розподілені на бічній стінці або щонайменше на одній із зазначених бічних стінок так, що вони утворюють стінку або стінки кріплення.

8. Модуль за будь-яким із пп. 1-7, в якому теплообмінник (24) закріплений на кожусі (40) модуля за допомогою гвинтів, причому місця (70) кріплення теплообмінника (24) містять відповідні кріпильні отвори (72), які розміщенні навпроти кріпильних отворів (74) кожуха.

9. Модуль за будь-яким із пп. 1-8, в якому розміри простору, який знаходиться між стінками (28, 44) кріплення, розраховані так, щоб відстань між відповідним стінками кріплення кожуха і теплообмінника була меншою 3 мм.

10. Модуль за п. 9, в якому площа місць (70) стінки або стінок (28) кріплення теплообмінника, які контактують з кожухом (40), менша 20 %, зокрема, менша 10 % загальної площі зазначеної або зазначених стінок (28) кріплення.

11. Модуль за будь-яким із пп. 1-10, в якому пристрої (12) накопичення енергії розташовані по суті в поздовжньому напрямку і примикають до одного з контактних боків (26А, 26В) теплообмінника на рівні одного з своїх торцевих боків у поздовжньому напрямку.

12. Модуль за п. 11, який містить щонайменше одну перемичку (14), яка примикає до торцевих боків двох суміжних пристроїв (12) накопичення енергії, електрично поєднуючи зазначені пристрої.

13. Модуль за будь-яким із пп. 1-12, в якому між пристроями (12) і теплообмінником (24) розташований щонайменше один елемент електричної ізоляції, як-то прокладка (20), виконана з еластомеру.

14. Модуль за будь-яким із пп. 1-13, в якому пристрої (12) накопичення енергії є суперконденсаторами.

15. Спосіб складання модуля (10) накопичення енергії, який містить множину пристроїв (12) накопичення енергії і щонайменше один теплообмінник (24), який включає наступні етапи, на яких формують першу і другу групи розташованих поряд один з одним пристроїв накопичення енергії, встановлюють між двома групами пристроїв щонайменше один теплообмінник (24), який містить два протилежні контактні боки (26А, 26В), таким чином, щоб кожний з контактних боків відповідно входив у термічний контакт щонайменше з одним пристроєм (12) накопичення енергії однієї з груп, розташовують зовнішній кожух (40) так, щоб він охоплював групи пристроїв і теплообмінник, і закріплюють теплообмінник щонайменше на одній стінці (44) кожуха на рівні щонайменше однієї з його стінок (28), відмінної від контактних боків (26А, 26В), при цьому теплообмінник і кожух виконані так, що модуль має простір між відповідними стінками (28, 44) кріплення теплообмінника і кожуха щонайменше в одному місці, відмінному від місця (70) кріплення.

Текст

Реферат: Винахід належить до модуля (10) накопичення енергії, який містить множину електрично з'єднаних між собою пристроїв (12) накопичення енергії, при цьому модуль містить зовнішній кожух (40), в якому розташовані пристрої (12) накопичення енергії і щонайменше один теплообмінник (24). Згідно з винаходом, пристрої (12) накопичення енергії розташовані поряд один з одним щонайменше на двох різних рівнях (N1, N2), при цьому теплообмінник або щонайменше один з теплообмінників (24) знаходиться між двома суміжними рівнями, входячи у UA 115279 C2 (12) UA 115279 C2 термічний контакт щонайменше з одним пристроєм накопичення енергії кожного з двох суміжних рівнів на двох відповідних протилежних контактних боках (26А, 26В) теплообмінника, при цьому зазначений теплообмінник або щонайменше один з вказаних теплообмінників (24) закріплений на кожусі (40) модуля на рівні щонайменше однієї стінки (28) кріплення, відмінної від контактних боків (26А, 26В), при цьому стінки кріплення теплообмінника і кожуха виконані так, що модуль має простір між відповідним стінками (28, 44) кріплення теплообмінника і кожуха щонайменше в одному місці, відмінному від місця (70) кріплення. UA 115279 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід відноситься до модулю накопичення енергії, який містить множину пристроїв накопичення енергії. В рамках цього винаходу під "пристроєм накопичення електричної енергії" слід розуміти або конденсатор (тобто, пасивну систему, яка містить два електроди і ізолятор), або суперконденсатор (тобто, систему, яка містить два електроди, електроліт і сепаратор), або батарею, зокрема, типу літієвої батареї (тобто систему, яка містить щонайменше, один анод, щонайменше, один катод і електроліт між анодом і катодом). Разом з тим, у першу чергу даний винахід стосується модуля суперконденсаторів. Такий модуль виділяє велику кількість тепла через внутрішній опір пристроїв накопичення енергії, що створює втрати енергії під впливом ефекту Джоуля. Щоб не пошкодити модуль через надмірну температуру пристроїв, модулі накопичення енергії оснащують засобами відведення тепла. Для цього модулі об'єднують з теплообмінниками, наприклад такими, які містять пластини для збільшення поверхні теплообміну з повітрям або елемент, який забезпечує проходження текучого середовища поблизу пристроїв для відведення тепла через це текуче середовище. Як правило, ці теплообмінники розташовані зовні модуля поблизу поверхні відводу тепла модуля, яка має максимально проводити тепло. Однак відомо, що в модулях великої ємності, які містять велику кількість пристроїв накопичення енергії, не завжди таке об'єднання модуля з теплообмінником є достатнім. Завданням винаходу є створення модуля накопичення енергії, який забезпечує оптимальний відвід тепла, причому за будь-якого розміру і загальної ємності модуля. У зв'язку з цим, об'єктом винаходу є модуль накопичення енергії, який містить множину електрично з'єднаних між собою пристроїв накопичення енергії, при цьому модуль містить зовнішній кожух, в якому розташовані пристрої накопичення енергії і, щонайменше, один теплообмінник, в якому: - пристрої накопичення енергії розташовані поряд один з одним, щонайменше, на двох різних рівнях, при цьому теплообмінник або, щонайменше, один з теплообмінників знаходиться між двома суміжними рівнями, входячи у термічний контакт, щонайменше, з одним пристроєм накопичення енергії кожного з двох суміжних рівнів на двох відповідних протилежних контактних боках теплообмінника, - зазначений теплообмінник або, щонайменше, один з вказаних теплообмінників закріплений на кожусі модуля на рівні, щонайменше, однієї стінки кріплення, відмінної від контактних боків, при цьому стінки кріплення теплообмінника і кожуха виконані так, що модуль містить простір між відповідним стінками кріплення теплообмінника і кожуха, щонайменше, в одному місці, відмінному від місця кріплення. Таким чином, відповідно до винаходу, теплообмінник розташований безпосередньо всередині модуля, а не зовні модуля, входячи при цьому у контакт з кожухом модуля. Це забезпечує краще відведення тепла, яке генерується пристроями накопичення енергії, оскільки теплообмінник краще входить в безпосередній контакт з пристроями, ніж у відомих рішеннях, при цьому кожух модуля не знаходиться між пристроями і теплообмінником. Крім того, оскільки теплообмінник встановлений посередині модуля і має два протилежні теплообмінні боки, кожен з боків забезпечує відведення тепла, яке генерується пристроями накопичення енергії двох різнихсуміжних рівнів. Це дозволяє ще більше підвищити ефективність відведення тепла з модуля, але без суттєвого збільшення габариту модуля, тому що до модуля додають лише один теплообмінник. Розмір виявляється меншим, ніж в разі двох суміжних модулів меншого розміру, об'єднаних з одним теплообмінником, оскільки між теплообмінником і кожним рівнем пристроїв накопичення енергії не розміщується кожух. Крім того, навіть якщо кріплення теплообмінника на кожусі, яке необхідне для механічної міцності модуля, може стати причиною порушень в роботі теплообмінника, оскільки тепло, яке надходить зовні модуля, передається на теплообмінник через кожух, спеціальна архітектура теплообмінника дозволяє зробити цей фактор мізерним. Дійсно, такі порушення могли б привести до нерівномірності охолодження пристроїв, що могло б стати причиною їх старіння і, отже, призвело б до скорочення терміну служби модуля. Автори винаходу встановили, що досить залишити простір між теплообмінником і зовнішнім кожухом, внаслідок чого повітряний прошарок між теплообмінником і кожухом дозволяє ізолювати ці елементи один від одного і уникнути порушення в роботі теплообмінника. Таким чином, винахід дозволяє одержати модуль великої ємності, в якому тепло видаляється у великій кількості і рівномірно, і який має обмежений розмір. Заявлений модуль може також мати один або декілька наступних характерних ознак: - теплообмінник виконаний так, що місце кріплення або, щонайменше, одне з місць 1 UA 115279 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 кріплення, зокрема, кожне місце кріплення теплообмінника виступає відносно решти стінки кріплення. Це дозволяє одержати простір між стінками кріплення кожуха і теплообмінника за рахунок адаптації конфігурації теплообмінника і не дуже ускладнити при цьому зовнішню форму модуля. Разом з тим, цілком можна передбачити реалізацію заявленого модуля за допомогою зміни конфігурації кожуха, зокрема, за рахунок виконання виїмок, щонайменше, на його внутрішній стороні; - теплообмінник містить, щонайменше, один канал, в якому має циркулювати текуче середовище, наприклад, вода. В цьому випадку теплообмінник може містити вхід і вихід текучого середовища, при цьому кожух містить, щонайменше, один отвір для проходження текучого середовища на зовні. Зокрема, теплообмінник містить виступаючі з'єднувачі, які утворюють вхід і вихід текучого середовища, причому ці з'єднувачі виконані з можливістю проходження через відповідний отвір кожуха. Між кожухом і виступаючими з'єднувачами розташована прокладка, при цьому переважно прокладка виконана на кожусі за допомогою спільного лиття. Ця конфігурація теплообмінника становить особливий інтерес тому, що кожух має відносно замкнену конфігурацію, незважаючи на підведення текучого середовища до модуля, що дозволяє не наражати на небезпеку електричну ізоляцію модуля; - теплообмінник призначений для входження у термічний контакт з усіма пристроями накопичення енергії двох суміжних рівнів. Дійсно, це дозволяє видаляти максимальну кількість тепла за допомогою єдиної деталі і, отже, оптимізувати конструкцію модуля; - теплообмінник містить два протилежні контактні боки і, щонайменше, одну бічну стінку, яка проходить між протилежними контактними сторонами переважно по суті перпендикулярно до контактних боків, при цьому місця кріплення розподілені по бічній стінці або, щонайменше, на одній із зазначених бічних стінок так, що ця(ці) стінка(ки) утворює(ють) стінку або стінки кріплення. Таким чином, можна одержати теплообмінник, зв'язаний з усіма бічними стінками кожуха по всьому його контуру, що забезпечує хорошу механічну міцність модуля, причому у будь-якому положенні під час роботи (навіть в разі, коли теплообмінник розташований по суті вертикально); - теплообмінник закріплений на кожусі модуля за допомогою гвинтів, при цьому місця кріплення теплообмінника містять для цього кріпильні отвори, призначені для розміщення навпроти кріпильних отворів кожуха модуля. Дійсно, цей варіант кріплення є простим і недорогим; - розміри простору між стінками кріплення теплообмінника і кожуха розраховані так, щоб відстань між відповідними стінками кріплення кожуха і теплообмінника була менше 3 мм. Це дозволяє одержати максимальну площу контактних боків теплообмінника; - площа ділянок стінки або стінок кріплення теплообмінника, які входять у контакт з кожухом, менша 20 %, зокрема, менше 10 % загальної площі зазначеної або зазначених стінок кріплення. Переважно один з виступів або виступи, в яких виконані місця кріплення, мають розмір, менший 30 мм, щонайменше, в одному напрямку, переважно у двох по суті нормальних напрямках стінки або стінок кріплення, що дозволяє мінімізувати площу контакту теплообмінника з кожухом і, отже, порушення в роботі теплообмінника через теплообмін з зовнішнім простором через стінки кожуха; - пристрої накопичення енергії розташовані по суті у поздовжньому напрямку і, зокрема, мають циліндричну форму. Вони примикають до одного з контактних боків теплообмінника на рівні одного із своїх торцевих боків у поздовжньому напрямку; - модуль містить, щонайменше, одну перемичку, яка примикає до торцевих боків двох суміжних пристроїв накопичення енергії, електрично поєднуючи зазначені пристрої; - між пристроями і теплообмінником, переважно між перемичками і теплообмінником розташований, щонайменше, один елемент електричної ізоляції, як-то прокладка з еластомеру, зокрема, ЕПДМ (EPDM); - пристрої накопичення енергії є суперконденсаторами; - модуль може також містити більше двох рівнів, при цьому теплообмінник переважно розташований між кожною парою суміжних рівнів модуля; - кожен пристрій модуля електрично пов'язаний, щонайменше, з одним іншим пристроєм модуля. Всі пристрої можуть бути електрично з'єднані один з одним (наприклад, послідовно), або пристрої можуть утворити електрично з'єднані між собою незалежні групи пристроїв. Всі пристрої одного рівня можуть, зокрема, бути електрично з'єднані один з одним, зокрема, послідовно. Об'єктом винаходу є також спосіб складання модуля накопичення енергії, який містить множину пристроїв накопичення енергії і, щонайменше, один теплообмінник, при цьому спосіб включає наступні етапи на яких: 2 UA 115279 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - формують першу і другу групи розташованих поряд один з одним пристроїв накопичення енергії, які з'єднують між собою електрично, зокрема, за допомогою сполучних перемичок; - між двома групами пристроїв встановлюють теплообмінник або теплообмінники, які мають два протилежні контактні боки, так, щоб кожен з контактних боків відповідно входив у термічний контакт, щонайменше, з одним пристроєм накопичення енергії однієї з груп; - розміщують зовнішній кожух так, щоб він охоплював групи пристроїв і теплообмінник, і закріплюють теплообмінник, щонайменше, на одній стінці кожуха на рівні, щонайменше, однієї з його стінок, відмінною від контактних боків, при цьому теплообмінник і кожух виконані так, що модуль має простір між відповідними стінками кріплення теплообмінника і кожуха, щонайменше, в одному місці, відмінному від місця кріплення. Далі наведений опис заявленого модуля згідно окремого і не обмежувального приклада здійснення винаходу з посиланнями на прикладені креслення. На Фіг. 1 показаний модуль згідно окремого варіанта здійснення винаходу, вид з просторовим розділенням деталей; на Фіг. 2 показаний модуль після його складання, вид у перспективі і у перерізі; на Фіг. 3 показаний теплообмінник модуля, зображеного на Фіг. 1, вид у перспективі. На Фіг. 1 показаний розібраний модуль 10 згідно окремого варіанта здійснення винаходу. Цей модуль містить множину пристроїв 12 накопичення енергії, розташованих на двох різних рівнях N1 і N2. Кожен пристрій 12 має загальну циліндричну форму і має корпус, який містить бічну стінку, розташовану вздовж поздовжньої осі пристрою, закриту торцевою стінкою на одному з кінців бічної стінки і відкриту на своєму протилежному кінці. Кришка закриває корпус на рівні його відкритого кінця. Таким чином, корпус має другу торцеву стінку на поздовжньому кінці бічної стінки. Корпус містить намотаний елемент накопичення енергії, який містить обмотку з двох накладених один на одного електродів, розділених сепаратором. Також, для просічення електродів у корпус залитий електроліт. Кожен електрод обмотки електрично з'єднаний з торцевим боком пристрою, при цьому кожен з торцевих боків утворює контактний вивід пристрою. Цим можна обмежити опис архітектури пристроїв, яка не є об'єктом винаходу. Читач може відзначити, що архітектура кожного з пристроїв може відрізнятися від описаної. Наприклад, пристрій може містити трубчастий корпус, закритий на кожному зі своїх кінців кришкою, або може мати форму, відмінну від циліндричної. Таким чином, кожен рівень N1, N2 містить множину ідентичних пристроїв 12, розташованих так, що їх поздовжні осі по суті є паралельними. Вони електрично послідовно з'єднані за допомогою електропровідних перемичок 14. Для цього кожен пристрій містить перемичку 14 на одному із своїх торцевих боків, яка електрично з'єднує його з першим суміжним пристроєм, і іншу перемичку 14 на іншому зі своїх торцевих боків, яка з'єднує його з іншим суміжним пристроєм. Пристрої входять у контакт один з одним і електрично ізольовані на своїх контактних виводах, які не перебувають під однаковим потенціалом (контактні виводи, не з'єднані перемичками), за допомогою ізолюючих фланців 16, надягнутих на кожен з пристроїв. Таким чином, перемички розташовані в кожній площині поздовжнього кінця групи пристроїв, які утворюють рівні N1, N2. Всі пристрої одного рівня послідовно з'єднані електрично. Вони також з'єднані у напрямку назовні, за допомогою вихідних контактів 18А, 18В, кожен з яких з'єднаний з контактним виводом пристрою, потенціал якого відповідно є найвищим або найнижчим. В даному випадку теж наведений короткий опис структури групи пристроїв, які утворюють один з рівнів N1, N2 модуля згідно з наданим окремим варіантом виконання, але ця група пристроїв може бути конфігурована інакше. Всі перемички можуть бути розташовані в одній кінцевій площині групи пристроїв. Не всі пристрої одного рівня можуть бути електрично з'єднані між собою. Два суміжних пристрої можуть також не входити у контакт один з одним на рівні своєї бічної стінки. Щоб ізолювати пристрої 12 кожного рівня N1, N2 від оточуючих їх елементів, ізолюючий елемент розташований в кожній площині поздовжнього кінця кожного з рівнів N1, N2. На одній з кінцевих площин, яка має знаходитися з внутрішнього боку модуля, розташовують, зокрема, прокладку 20, виконану з теплопровідного і електроізоляційного матеріалу, яка закриває торцеві боки пристроїв. На рівні другої кінцевої площині кожного з рівнів розташоване кільце 22, яке охоплює всі пристрої 12. Прокладка 20 і кільце 22 виконані, наприклад, з еластомеру, зокрема, системні рішення (етилен-пропілен-дієн-мономір). Зрозуміло, що електричну ізоляцію можна виконати інакше. Термічну прокладку 20 можна, зокрема, розташувати на кожній кінцевій площині кожного рівня N1, N2 модуля. Ізоляцію можна також реалізувати за допомогою елементів, виконаних як одне ціле з кожухом, або інших 3 UA 115279 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 елементів, як-то теплообмінник. Як також показано на Фіг. 1, модуль містить теплообмінник 24, який знаходиться в модулі між двома рівнями N1, N2 пристроїв 12. Цей теплообмінник має два протилежні контактні боки 26А, 26В, кожен з яких призначений для відводу тепла, яке виходить відповідно від рівнів N1 і N2 модуля. Для цього кожен із боків 26А, 26В входить у контакт з прокладками 20, розташованими на групах пристроїв 12 кожного з рівнів N1, N2, і у термічний контакт з пристроями. Теплообмінник містить також периферичну бічну стінку 28, яка з'єднує між собою два контактні боки і обмежує по суті замкнений простір між сторонами 26А, 26В, всередині якого у вигляді змійовика проходить канал 30 (більш наочно показаний на Фіг. 3), призначений для циркуляції текучого середовища-теплоносія, як-то вода, через яку видаляється тепло. Для живлення каналу текучим середовищем теплообмінник 24 має вхід 32 і вихід 34 текучого середовища, кожен з яких являє собою з'єднувач і які виконані на периферичній бічній стінці. Більш докладно теплообмінник буде описаний нижче. Розміри теплообмінника розраховані так, щоб він примикав до всіх пристроїв, при цьому контактний бік входить у термічний контакт з усіма пристроями кожного з рівнів. Модуль містить також кожух 40, який охоплює пристрої 12 рівнів N1 і N2 і теплообмінник. Цей кожух має форму паралелепіпеда і містить шість незалежних одна від одної стінок. Зокрема, модуль містить верхню і нижню стінки 42А, 42В, які входять у контакт з торцевими сторонами пристроїв 12 на рівні кінцевих площин кожного з рівнів N1, N2, званих зовнішніми площинами, тобто протилежними площині, яка входить у термічний контакт з теплообмінником. Кожна з цих стінок містить на своєму внутрішньому боці, зверненій всередину модуля, піноматеріал 43, який дозволяє оптимізувати електричну ізоляцію модуля додатково до кільця 22. Кожух містить також чотири бічні стінки 44А-44D, які охоплюють бічні стінки пристроїв 12, а також стінку 28 теплообмінника. Ці стінки утворюють межу розділу модуля з зовнішнім простором і призначені також для встановлення функціональних елементів модуля. Наприклад, як показано на Фіг. 1, на стінці 44B знаходяться електронні плати 46, щоб забезпечити керування врівноваженням електрично з'єднаних пристроїв 12 накопичення енергії одного рівня. Стінка 44А містить також електронні елементи 48 на своїй зовнішній стороні, вміщені у корпус. Крім того, стінка 44A має отвори 50, які дозволяють вивести вихідні контакти 18A, 18B назовні модуля. Стінка 44с теж має отвори 52, які дозволяють вивести назовні з'єднувачі 32, 34 теплообмінника. Для забезпечення герметичності поблизу кожного отвору 52 розташовують прокладку 54, яка знаходиться між з'єднувачем 32, 34 і відповідним отвором стінки 44с. Цю прокладку можна приєднати або виконати шляхом спільного лиття до кожуха. Слід зазначити, що навколо бічних стінок пристроїв 12 можна також намотати стрічку з піноматеріалу для оптимізації їх електричної ізоляції. Стінки 42, 44 з'єднані між собою за допомогою загвинчування. Для цього стінки 42 містять кріпильні отвори 58, а стінки 44 містять канали 60, які знаходяться навпроти, і призначені для встановлення гвинтів. Канали 60 виступають зі стіни 44 на її зовнішній стороні. Внутрішня сторона стінок 44, навпроти, є по суті плоскою. Заявлений модуль містить також посилення 62, які забезпечують хорошу механічну міцність кожуха, при цьому зазначені посилення з'єднані з двома протилежними стінками 42А, 42В, проходячи через пристрої обох рівнів N1, N2 і через передбачені для цього отвори 64 теплообмінника. Конфігурація кожуха не обмежується описаним варіантом здійснення. Стінки кожуха можуть бути виконані як єдина деталь. Крім того, функціональні елементи можуть бути розташовані на інших стінках. Посилення можуть бути факультативними або можуть бути виконані в іншому вигляді. Далі слідує більш докладний опис конфігурації теплообмінника 24 і його взаємодії з кожухом 40. Як було зазначено вище, цей теплообмінник знаходиться всередині модуля і для забезпечення механічної міцності модуля закріплений на стінках 44 кожуха за допомогою гвинтів. Для цього теплообмінник 24 містить множину місць 70 кріплення на своїй бічній стінці. Ці місця 70 кріплення розподілені по всьому контуру теплообмінника так, щоб з'єднати його з усіма стінками 44 кожуха. Його розміри по суті відповідають розмірам кожуха. Кожне з місць 70 кріплення містить кріпильний отвір 72, в який вставляють кріпильний гвинт, який проходить також через розташований навпроти отвір 74 стінки 44 кожуха, більш наочно показане на Фіг. 2. Як показано на Фіг. 3, кожне місце 70 кріплення виступає відносно решти бічної стінки так, щоб у контакт зі стінкою 44 кожуха входили лише місця кріплення. Так, місця кріплення виступають приблизно на 1 мм відносно решти бічної стінки 44. Таким чином, між теплообмінником і кожухом залишається простір (оскільки внутрішня сторона стінок 44 кожуха є 4 UA 115279 C2 5 10 15 20 25 30 плоскою), що забезпечує ізоляцію теплообмінника від кожуха за допомогою повітряного прошарку. Це дозволяє уникати порушення в роботі теплообмінника через тепло, циркулююче у стінках кожуха (яке виходить від пристроїв або зовні). Розміри цих місць кріплення розраховані так, щоб виступ був якомога меншим для мінімізації поверхні бічної стінки теплообмінника, який входить у контакт з кожухом. Зокрема, його розміри не перевищують 30 мм у двох перпендикулярних напрямках, які містять, зокрема, напрямок, нормальний до контактних боків, і 20 % загальної площі бічної стінки 28 теплообмінника. Це дозволяє забезпечити нормальну роботу теплообмінника, незважаючи на його розміщення всередині модуля. Форма теплообмінника 24 не обмежується описаною в цьому варіанті. Наприклад, кожух можна виконати так, щоб він мав виїмки на рівні своєї внутрішньої сторони, тоді як бічна стінка 28 теплообмінника залишається плоскою. Конфігурація бічної стінки 28 теж може бути іншою, навіть якщо форма стінок 44 не змінюється, головне, щоб вона мала зони кріплення, які виступають відносно іншої частини стінки. Далі йде опис способу, який дозволяє виготовити модуль відповідно до винаходу. Перш за все, формують групи пристроїв 12, які повинні утворити рівні N1 і N2, і їх послідовно електрично з'єднують між собою за допомогою перемичок 14. Потім встановлюють елементи 20, 22 електричної ізоляції на торцевих боках груп рівнів N1 і N2. Після цього кожну з збірок розташовують на протилежному контактному боці 26А, 26В теплообмінника 24. Встановлюють також функціональні елементи (електронні плати 46, 48, прокладки тощо) на різних стінках 44 теплообмінника, потім встановлюють на місце ці оснащені таким чином стінки кожуха 40 навколо двох рівнів пристроїв і теплообмінника, можливо, прокладаючи їх піноматеріалом. Потім підключають дроти пристроїв до електронних плат, вводять контакти 18А, 18А і з'єднувачі входу 32 та виходу 34 теплообмінника у відповідні отвори 50, 52 кожуха, після чого різні стінки 42, 44 кожуха з'єднують гвинтами, а також з'єднують бічні стінки 44 кожуха з бічною стінкою 28 теплообмінника 24. Таким чином, винахід дозволяє одержати модуль, який забезпечує цілком задовільне відведення тепла, яке генерується пристроями, які містяться у модулі, незважаючи на обмежений розмір. Зрозуміло, модуль і спосіб виготовлення відповідно до винаходу можуть мати різні версії наведеного на фігурах варіанту виконання. Можна, зокрема, застосовувати описані вище версії. Модуль може також містити теплообмінник, який перекриває не всю площу пристроїв або входить у термічний контакт тільки з частиною пристроїв. Модуль може також містити кілька теплообмінників між рівнями. Модуль може також мати більше двох рівнів і містити один теплообмінник між кожною парою суміжних рівнів або між деякими парами рівнів. 35 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 60 1. Модуль (10) накопичення енергії, який містить множину електрично з'єднаних між собою пристроїв (12) накопичення енергії, зовнішній кожух (40), в якому розташовані пристрої (12) накопичення енергії і щонайменше один теплообмінник (24), який відрізняється тим, що пристрої (12) накопичення енергії розташовані поряд один з одним щонайменше на двох різних рівнях (N1, N2), при цьому теплообмінник або щонайменше один з теплообмінників (24) знаходиться між двома суміжними рівнями, входячи у термічний контакт щонайменше з одним пристроєм накопичення енергії кожного з двох суміжних рівнів на двох відповідних протилежних контактних боках (26А, 26В) теплообмінника, зазначений теплообмінник або щонайменше один з вказаних теплообмінників (24) закріплений на кожусі (40) модуля на рівні щонайменше однієї стінки (28) кріплення, відмінної від контактних боків (26А, 26В), при цьому стінки кріплення теплообмінника і кожуха виконані так, що модуль має простір між відповідним стінками (28, 44) кріплення теплообмінника і кожуха щонайменше в одному місці, відмінному від місця (70) кріплення. 2. Модуль за п. 1, в якому теплообмінник (24) виконаний так, що місце кріплення або щонайменше одне з місць кріплення, зокрема, кожне місце (70) кріплення теплообмінника виступає відносно решти стінки (28) кріплення. 3. Модуль за п. 1 або 2, в якому теплообмінник (24) містить щонайменше один канал (30) для циркуляції текучого середовища. 4. Модуль за п. 3, в якому теплообмінник (24) містить вхід (32) і вихід (34) текучого середовища, при цьому кожух містить щонайменше один отвір (52) для проходження текучого середовища зовні. 5. Модуль за п. 4, в якому теплообмінник містить виступаючі з'єднувачі (32, 34), які утворюють вхід і вихід текучого середовища, причому ці з'єднувачі виконані з можливістю проходження 5 UA 115279 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 через відповідний отвір (52) кожуха (40), при цьому між кожухом і виступаючими з'єднувачами встановлена прокладка (54). 6. Модуль за будь-яким із пп. 1-5, в якому теплообмінник (24) призначений для входження у термічний контакт з усіма пристроями (12) накопичення енергії двох суміжних рівнів (N1, N2). 7. Модуль за будь-яким із пп. 1-6, в якому теплообмінник (24) містить два протилежні контактні боки (26А, 26В) і щонайменше одну бічну стінку (28), яка проходить між протилежними контактними боками по суті перпендикулярно до контактних боків, при цьому місця (70) кріплення розподілені на бічній стінці або щонайменше на одній із зазначених бічних стінок так, що вони утворюють стінку або стінки кріплення. 8. Модуль за будь-яким із пп. 1-7, в якому теплообмінник (24) закріплений на кожусі (40) модуля за допомогою гвинтів, причому місця (70) кріплення теплообмінника (24) містять відповідні кріпильні отвори (72), які розміщенні навпроти кріпильних отворів (74) кожуха. 9. Модуль за будь-яким із пп. 1-8, в якому розміри простору, який знаходиться між стінками (28, 44) кріплення, розраховані так, щоб відстань між відповідним стінками кріплення кожуха і теплообмінника була меншою 3 мм. 10. Модуль за п. 9, в якому площа місць (70) стінки або стінок (28) кріплення теплообмінника, які контактують з кожухом (40), менша 20 %, зокрема, менша 10 % загальної площі зазначеної або зазначених стінок (28) кріплення. 11. Модуль за будь-яким із пп. 1-10, в якому пристрої (12) накопичення енергії розташовані по суті в поздовжньому напрямку і примикають до одного з контактних боків (26А, 26В) теплообмінника на рівні одного з своїх торцевих боків у поздовжньому напрямку. 12. Модуль за п. 11, який містить щонайменше одну перемичку (14), яка примикає до торцевих боків двох суміжних пристроїв (12) накопичення енергії, електрично поєднуючи зазначені пристрої. 13. Модуль за будь-яким із пп. 1-12, в якому між пристроями (12) і теплообмінником (24) розташований щонайменше один елемент електричної ізоляції, як-то прокладка (20), виконана з еластомеру. 14. Модуль за будь-яким із пп. 1-13, в якому пристрої (12) накопичення енергії є суперконденсаторами. 15. Спосіб складання модуля (10) накопичення енергії, який містить множину пристроїв (12) накопичення енергії і щонайменше один теплообмінник (24), який включає наступні етапи, на яких формують першу і другу групи розташованих поряд один з одним пристроїв накопичення енергії, встановлюють між двома групами пристроїв щонайменше один теплообмінник (24), який містить два протилежні контактні боки (26А, 26В), таким чином, щоб кожний з контактних боків відповідно входив у термічний контакт щонайменше з одним пристроєм (12) накопичення енергії однієї з груп, розташовують зовнішній кожух (40) так, щоб він охоплював групи пристроїв і теплообмінник, і закріплюють теплообмінник щонайменше на одній стінці (44) кожуха на рівні щонайменше однієї з його стінок (28), відмінної від контактних боків (26А, 26В), при цьому теплообмінник і кожух виконані так, що модуль має простір між відповідними стінками (28, 44) кріплення теплообмінника і кожуха щонайменше в одному місці, відмінному від місця (70) кріплення. 6 UA 115279 C2 7 UA 115279 C2 Комп’ютерна верстка М. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Energy storage module comprising a plurality of energy storage assemblies

Автори англійською

Juventin, Anne-Claire, Le Gall, Laurent

Автори російською

Жювентен Анн-Клер, Ле Гал Лоран

МПК / Мітки

МПК: H01G 11/10, H01G 2/02, H01G 9/08, H01G 9/00, H01M 6/50, H01G 2/08, H01M 2/00, H01G 9/26, H01G 4/38, H01G 11/18, H01M 10/613, H01G 11/82

Мітки: енергії, множину, пристроїв, накопичення, містить, модуль

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/10-115279-modul-nakopichennya-energi-yakijj-mistit-mnozhinu-pristrov-nakopichennya-energi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Модуль накопичення енергії, який містить множину пристроїв накопичення енергії</a>

Подібні патенти