Охолоджувана текучим середовищем пакетна система батарей, модуль батареї великої потужності, перезарядна батарея та перезарядна система батарей

1 Охолоджувана текучим середовищем пакетна система батарей, що включає корпус пакета батарей, який містить принаймні один засіб для введення і принаймні один засіб для виводу холодоагенту і множину модулів батарей, утворених у матричну конфігурацію всередині корпуса, причому зазначений модуль батарей містить множину окремих батарей, зв'язаних разом, і принаймні один засіб транспортування холодоагенту, який змушує холодоагент надходити в зазначений засіб для введення холодоагенту в корпусі, протікати через канали для течи холодоагенту і виходити через зазначений засіб для виводу холодоагенту в корпусі, яка відрізняється тим, що матрична конфігурація виконана з можливістю забезпечення протікання потоку холодоагенту крізь принаймні одну поверхню зв'язаних батарей кожного з модулів батарей, зазначені модулі розташовані в корпусі на відстані від нього та від інших модулів так, щоб сформувати канали для течи холодоагенту вздовж принаймні однієї поверхні зазначених зв'язаних батарей, при цьому ширина зазначених каналів має оптимальні розміри для забезпечення максимальної теплопередачі через конвективні, провідні та випромінювальні механізми теплопередачі від зазначених батарей зазначеному холодоагенту 2 Система батарей за п 1, яка відрізняється тим, що вона містить у собі множину модулів батареї, організованих у матричну конфігурацію всередині корпуса, причому матрична конфігурація забезпечує протікання потоку холодоагенту крізь принаймні одну поверхню зв'язаних батарей кожного з модулів батареї 3 Система батарей за п 1, яка відрізняється тим, що вона виконана з можливістю використання електрично ізолюючого газоподібного або рідкого холодоагенту або рідкого холодоагенту 4 Система батарей за п 3, яка відрізняється тим, що газоподібним холодоагентом є повітря, і тим, що засіб транспортування холодоагенту включає нагнітальний повітряний вентилятор 5 Система батарей за п 3, яка відрізняється тим, що засіб транспортування холодоагенту включає насос, магістраль повернення холодоагенту, приєднану до засобу виходу холодоагенту, що спричиняє рециркуляцію нагрітого холодоагенту до резервуара холодоагенту, з якого він транспортується до теплообмінника холодоагенту для добування з нього теплоти і, нарешті, повторно направляється до насоса холодоагенту для багаторазового використання при охолодженні пакета батарей 6 Система батарей за п 1, яка відрізняється тим, що встановлена з можливістю підтримання температури модулів батареї нижче 45°С, і з можливістю підтримання різниці температур між модулями батареї меншою від 8°С 7 Модуль батареї великої потужності, що містить множину окремих батарей, множину електричних міжз'єднань, які забезпечують електричне з'єднання між окремими батареями зазначеного модуля і які забезпечують електричне з'єднання між окремими модулями батарей, та засіб зв'язування/стискання модуля батарей, зазначені батареї зв'язані всередині зазначеного засобу зв'язування/стискання так, що вони скріплені з можливістю забезпечення протистояння переміщенню або повороту при механічних вібраціях, транспортуванні або експлуатації, який відрізняється тим, що зазначені батареї зв'язані у зазначеному засобі зв'язування/стискання при зовнішньому механічному стисканні, яке оптимізовано з можливістю збалансування зовнішнього тиску, спрямованого назовні через розширення компонентів батареї, і забезпечення додаткової спрямованої усередину сили стискання, прикладеної до електродів батареї О 00 00 00 (О всередині кожної батареї, для зменшення відстані між позитивними і негативними електродами з тим, щоб збільшити загальну потужність батареї 8 Модуль батареї за п 7, який відрізняється тим, що модулі батареї зв'язані разом під дією великої механічної сили стискання, з використанням металевих стержнів, які встановлено вздовж усіх чотирьох сторін модуля батареї і зварено по чотирьох кутах модуля, де стержні зустрічаються, для формування стрічки навколо периферії модуля батареї 9 Модуль батареї за п 7, який відрізняється тим, що модулі батареї зв'язані під дією механічного стискання, яке приблизно дорівнює 3,5-12,65 кГ/см2 10 Модуль батареї за п 7, який відрізняється тим, що модулі батареї зв'язані разом під дією сильного механічного стискання, використовуючи металеві стержні, що розташовані вздовж двох сторін модуля батареї і приварені в кутах модуля до металевої трубки, яка лишає кінцеві пластини над кінцями модулів, і тим, що кінцева пластина містить ребра, що виступають перпендикулярно до площини кінцевих пластин, у такий спосіб забезпечуючи додаткову МІЦНІСТЬ кінцевим пластинам і прорізам для металевої трубки, причому кінцеві пластини термічно ізольовані від батарей, зв'язаних всередині модуля 11 Модуль батареї за п 7, який відрізняється тим, що кожен з модулів батареї містить модульні прокладки, які утримують модулі на відстані від будь-яких інших модулів та від корпуса пакета батарей і тим, що модульні прокладки виготовлені з електрично непровідної речовини 12 Модуль батареї за п 7, який відрізняється тим, що електричні міжз'єднання є з'єднаннями з кабелю в обплетенні, які забезпечують високе теплове розсіювання і гнучкість конструкції/конфігурації модуля і тим, що електричні з'єднання з кабелю в обплетенні виготовлені з МІДІ, мідного сплаву, покритої нікелем МІДІ або покритого нікелем мідного сплаву 13 Перезарядна батарея, що включає корпус, який має клему позитивного електрода і клему негативного електрода, принаймні, один позитивний електрод, розташований всередині корпуса і електрично з'єднаний з клемою позитивного електрода принаймні один негативний електрод, розташований всередині корпуса і електрично з'єднаний з клемою негативного електрода принаймні один сепаратор електродів розташований між зазначеними позитивними і негативними електродами всередині корпуса, при цьому сепаратор забезпечує електричну ІЗОЛЯЦІЮ МІЖ позитивним і негативним електродами, і допускає хімічну взаємодію між ними, і електроліт батареї, розташований в корпусі, який (електроліт) забезпечує оточення і змочування зазначених позитивного, негативного електродів і сепаратора, при цьому корпус має призматичну форму, яка відрізняється тим, що корпус має відношення товщини, ширини і висоти, яке є оптимальним для забезпечення максимальних ємності і вихідної потужності батареї 14 Перезарядна батарея за п 13, яка відрізняється тим, що корпус має верхню 46888 частину, яка містить у собі клему позитивного електрода батареї і клему негативного електрода батареї, та оболонку корпуса батареї, у якій електроди розташовані та тим, що верхня частина корпуса також включає в себе кільцевий кожух, що визначає периферію принаймні одного отвору крізь верхню частину, а клеми мають ущільнювальний фланець по їх окружності, при цьому закупорені обтиском клеми герметизовані у кільцевому кожусі в ущільнювальному фланці та тим, що еластомерне діелектричне ущільнення розташоване між ущільнювальним фланцем і кільцевим кожухом, при цьому еластомерне діелектричне ущільнення виготовлене з непроникної для водню речовини полісульфону 15 Перезарядна батарея за п 13, яка відрізняється тим, що вона додатково містить клапан високого тиску для скидання внутрішнього тиску батареї до тиску навколишньої атмосфери, при цьому клапан високого тиску включає корпус клапана, що має порожнисту внутрішню область у зв'язку по газу з навколишньою атмосферою і внутрішньою частиною корпуса за допомогою отвору, поршень скидання тиску, встановлений всередині порожнистої внутрішньої області, поршень скидання тиску має розміри, що забезпечують герметизацію осьового отвору, і має ущільнювальну канавку на поверхні, протилежній осьовому отвору, еластомерне діелектричне ущільнення, встановлене всередині ущільнювальної канавки, ущільнювальна канавка має конфігурацію, щоб охопити усі, крім однієї, поверхні ущільнення, у такий спосіб залишаючи неохоплену поверхню зазначеного ущільнення незахищеною, при цьому еластомерне діелектричне ущільнення виготовлене з непроникної для водню речовини полісульфону і пружину стискання, розташовану так, щоб змусити поршень скидання тиску стискати ущільнення в ущільнювальній канавці та блокувати осьовий отвір у клемі 16 Перезарядна батарея за п 13, яка відрізняється тим, що вона додатково включає принаймні одну гребінку, що утворює електричне з'єднання між внутрішніми виводами електрода і клемами, при цьому зазначена гребінка є електрично провідним стержнем, що має множину паралельних прорізів, в які внутрішні виводи електрода вставлені, здійснюючи фрикційне з'єднання, при цьому гребінка виготовлена з МІДІ, МІДНОГО сплаву, покритої нікелем МІДІ або покритого нікелем мідного сплаву 17 Перезарядна батарея за п 13, яка відрізняється тим, що сепаратори виготовлені з поліпропілену, який має орієнтоване зерно або структуру канавки, при цьому сепаратори встановлені так, що орієнтована структура зерна орієнтована вздовж напрямку висоти принаймні одного позитивного електрода іпринаймніодного негативного електрода 18 Перезарядна батарея за п 13, яка відрізняється тим, що позитивні і негативні електроди батареї розташовані в корпусі так, що їх ВІДПОВІДНІ електричні колекторні виводи розташовані навпроти один одного у верхній частині корпуса, при цьому позитивні і негативні електроди батареї мають вирізані кути, де розташовані електричні колекторні виводи електродів протилежної полярності, у такий спосіб уникаючи короткого замикання між електродами і вилучаючи речовину, що не використовується, власне електрода 19 Перезарядна батарея за п 13, яка відрізняється тим, що внутрішній металевий призматичний корпус батареї електрично ізольований від електродів та електроліту 20 Перезарядна батарея за п 13, яка відрізняється тим, що негативні електроди виготовлені з теплопровідної агломерованої металпдридної речовини електрода і перебувають в тепловому контакті з корпусом батареї 21 Перезарядна система батарей,що утворена принаймні з однієї зв'язаної перезарядної батареї, при цьому перезарядна система батарей піддається впливу теплових умов навколишнього середовища, які погіршують її теплові умови експлуатації, яка відрізняється тим, що вона містить засіб для забезпечення змінної термоізоляції принаймні тієї частини перезарядної системи батарей, яка найбільш піддається тепловому впливу навколишнього середовища, для забезпечення підтримання температури перезарядної системи батарей у межах необхідного робочого діапазону за змінних умов навколишнього середовища Цей винахід у цілому стосується вдосконалень батарей на основі гідриду металу (метал-пдридних батарей), виготовлених з них модулів батарей і пакетів батарей, виготовлених з модулів Більш конкретно, даний винахід стосується механічних і теплових вдосконалень у конструкції батареї, конструкції модуля батареї і конструкції пакета батарей Перезаряд ні призматичні батареї використовуються в ряді промислових і комерційних застосувань, таких як вантажопідйомниках, візках для гольфа, джерелах безперебійного живлення і електромобілях Перезарядні свинцеві батареї - у даний час найбільш широко використовуваний тип батарей Батареї свинцевих акумуляторів є корисним джерелом живлення для стартерів двигунів внутрішнього згоряння Проте, їх низька ЩІЛЬНІСТЬ енергії, приблизно 30В*год/кГ, і їх нездатність адекватно відводити теплоту робить їх непрактичним джерелом живлення для електромобіля Електромобіль, який використовує батареї свинцевих акумуляторів, має малу дальність поїздки перед перезарядженням, потребує приблизно 6 - 12 годин для перезарядження і містить токсичні речовини Крім того, електромобілі, які використовують батареї свинцевих акумуляторів, мають повільний розгін, недостатній допуск при глибокому розряді, а термін служби батареї становить лише приблизно 32200км Нікель-метал-пдридні батареї ("Ni-MH 46888 22 Перезарядна система батареї за п 21, яка відрізняється тим, що засіб для забезпечення змінної ізоляції містить температурний датчик, засіб стисливої термоізоляції і засіб для стискання засобу стисливої термоізоляції у ВІДПОВІДЬ на температуру, визначену тепловим датчиком 23 Перезарядна система батареї за п 22, яка відрізняється тим, що температурні датчики включають електронні датчики, засіб стисливої термоізоляції містить стисливу піну або волоконну ІЗОЛЯЦІЮ, і засіб для стискання засобу стисливої термоізоляції містить поршневий пристрій, що поперемінно збільшує або зменшує величину стискання на стисливу піну або волоконну ІЗОЛЯЦІЮ у ВІДПОВІДЬ на сигнали від електронних датчиків 24 Перезарядна система батареї за п 23, яка відрізняється тим, що температурні датчики і засіб для стискання засобу стисливої термоізоляції об'єднані в єдиний модуль 25 Перезарядна система батареї за п 24, яка відрізняється тим, що об'єднаний, одиночний модуль, температурний датчик/компресор ізоляції містить біметалічну пластину, яка дозволяє засобу стисливої термоізоляції розширюватися до місця, щоб захистити систему батарей від низьких температур навколишнього середовища і стискати ІЗОЛЯЦІЮ, щоб усунути ІЗОЛЯЦІЙНИЙ ефект від системи батарей за теплих умов навколишнього середовища батареї") мають набагато кращу якість порівняно з свинцевими батареями, і Ni-MH батареї - найбільш перспективний тип батареї, доступний для електромобілів Наприклад, Ni-MH батареї, такі як описані в заявці на патент США № 07/934976, що одночасно розглядається, авторів Овшинського і Феценка (Ovshinsky і Fetcenko), розкриття якої включено в якості посилання, мають набагато кращу ЩІЛЬНІСТЬ енергії, ніж батареї свинцевих акумуляторів, можуть постачати енергією електромобіль понад приблизно 400км перед тим, як потребуватимуть перезарядження, можуть перезаряджатись протягом 15 хвилин і не містять ніяких токсичних речовин Електромобілі, що використовують Ni-MH батареї, можуть мати винятковий розгін, а термін служби батареї більший від приблизно 161000 км У минулому проводилося велике дослідження щодо поліпшення електрохімічних аспектів потужності і ємності заряду Ni-MH батарей, яке описане докладно в патентах США №№ 5096667 і 5104617 та заявках на патент США № 07/746015 і 07/934976 Зміст ВСІХ ЦИХ посилань спеціально включено в якості посилання Спочатку Овшинський і його група зосередилися на сплавах на основі гідридів металу, які формують негативний електрод В результаті їх зусиль вони спромоглися значно збільшити оборотні характеристики зберігання водню, необхідні для ефективних і економічних застосувань батареї, і одержувати батареї, здатні акумулювати енергію з високим ступенем 46888 8 ЩІЛЬНОСТІ, з, ефективною оборотністю, високою електричною ефективністю, ефективним об'ємним зберіганням водню без структурних змін або отруєння, тривалим терміном служби і повторюваним глибоким розрядом Вдосконалені характеристики цих овонікових ("Ovomc") сплавів, як вони тепер називаються, стали результатом витримування локальної хімічної упорядкованості і, отже, локальної структурної упорядкованості за допомогою об'єднання вибраних елементів модифікатора в первинну матрицю Неупорядковані метал-пдридні сплави мають, по суті, збільшену ЩІЛЬНІСТЬ каталітичне активних ділянок і ділянок зберігання порівняно з однофазними або багатофазними кристалічними речовинами Ці додаткові ділянки є відповідальними за поліпшену ефективність електрохімічного заряду / розряду і збільшення ємності зберігання електричної енергії Характер і КІЛЬКІСТЬ ділянок зберігання можуть бути навіть спроектовані незалежно від каталітичне активних ділянок Більш конкретно, ці сплави виготовлені так, щоб дозволити об'ємне зберігання дисоційованих атомів водню при МІЦНОСТІ зв'язку в межах оборотності, що підходить для використання у вторинних застосуваннях батареї властивості Цей розвиток сплавів від певного класу упорядкованих речовин до сучасних багатокомпонентних, багатофазних "неупорядкованих" сплавів подано в таких патентах [1] патент США 3874928, [2] патент США 4214043, [3] патент США 4107395, [4] патент США 4107405, [5] патент США 4112199, [6] патент США 4125688 [7] патент США 4214043, [8] патент США 4216274, [9] патент США 4487817, [10] патент США 4605603, [12] - патент США 4696873 і [14] патент США 4699856 (Ці посилання докладно описані в патенті США 5096667, і цей опис спеціально включений в якості посилання) Простіше говорячи, встановлено, що у всіх метал-пдридних сплавах при збільшенні ступеня модифікації роль первинно упорядкованого основного сплаву має меншу важливість порівняно з властивостями і неупорядкованістю, притаманним специфічним модифікаторам Крім того, аналіз багатокомпонентних сплавів, зараз доступних на ринку й отриманих багатьма виробниками, вказує, що ці сплави модифікуються, з додержанням вказівок, установлених для систем на овонікових сплавах Таким чином, як визначено вище, усі високо модифіковані сплави є неупоряд кованими речовинами, який Деякі надзвичайно ефективні електрохімічні речовини акумулювання водню були отримані на основі неупорядкованих речовин, описаних вище Ними є активні речовини типу Ti-V-Zr-Ni, такі як ті, що розкриті в патенті США № 4551400 ("патент '400"), розкриття якого включено в якості посилання Ці речовини оборотно утворюють гідриди, щоб акумулювати водень Всі речовини, які використовуються в патенті '400, застосовують спільну композицію TI-V-NI, де присутні, принаймні, Ті, V І NI та можуть модифікуватись за допомогою Cr, Zr і АІ Речовини патенту '400 - багатофазні речовини, які можуть містити, але не обмежуватися ними, одну чи більшу КІЛЬКІСТЬ фаз з кристалічними структурами типу Си і C-is відрізняються наявністю багатьох компонентів і множиною фаз, тобто овоніковими сплавами Ясно, що введення способів овонікового сплавлення зробило значні вдосконалення в активних електрохімічних аспектах Ni-MH батарей Проте, слід зазначити, що донедавна механічними і тепловими аспектами ефективності Ni-MH батарей зневажали Наприклад, у електромобілях вага батарей є значним чинником, тому що вага батареї є найбільшою складовою ваги засобу пересування З цієї причини зменшенню ваги окремих батарей приділяють значну увагу при проектуванні батарей для засобів пересування, які пускаються в дію від електрики На додаток до зменшення ваги батарей вага модулів батареї має бути зменшений, все ще забезпечуючи необхідні механічні вимоги модуля (тобто легкість транспортування, МІЦНІСТЬ ТОЩО) Також, коли ці модулі батарей включені в пакетні системи батарей (такі як для використання в електромобілях) компоненти пакета батарей повинні бути полегшені, наскільки це можливо Інші Ti-V-Zr-Ni сплави також використовуються для перезаряд них негативних електродів з акумулюванням водню Одним таким сімейством речовин є те, що його описано в патенті США № 4728586 ("патент '586"), розкриття якого включено в якості посилання Патент '586 описує специфічний підклас цих Ti-V-Ni-Zr сплавів, що містить Ті, V, Zr, Ni і п'яту складову, Gr Патент '586 зазначає можливість домішок і модифікаторів окрім Ті, V, Zr, Ni І СГ складових сплавів, і взагалі описує специфічні домішки і модифікатори, КІЛЬКОСТІ і взаємодії цих модифікаторів, та певні вигоди, що можуть очікуватися від них На відміну від овонікових сплавів, описаних вище, ВІДОМІ раніше сплави зазвичай розглядалися як "упорядковані" речовини, які мали ВІДМІННІ ХІМІЗМ, мікроструктуру й електрохімічні характеристики Ефективність відомих упорядкованих речовин була недостатньою, але на початку 1980-х років, оскільки міра модифікації збільшилася (тобто коли збільшилися КІЛЬКІСТЬ і доза елементарних модифікаторів), їх ефективність почала значно збільшуватися Це відбувається як через неупорядкованість, внесену модифікатором, так і через їх електричні ,та ХІМІЧНІ Варто особливо відзначити, що застосування в електромобілях висувають критичну вимогу для теплового керування Це має місце тому, що окремі комірки (елементи) зв'язуються разом у безпосередній близькості, і багато елементів електрично і термічно з'єднуються разом Тому, оскільки існує притаманна тенденція виділяти значну КІЛЬКІСТЬ теплоти під час заряду і розряду, працездатну конструкцію батареї для електромобілів оцінюють тим, чи достатньою мірою здійснюється управління виділеною теплотою або ні Джерела теплоти насамперед такі три Перший - тепло навколишнього середовища через роботу засобу пересування в жаркому кліматі Другий - резистивний або I2R, нагрівання при заряді і розряді, де І являє собою струм, що тече в батарею або з неї, і R - опір батареї Третій 46888 10 безперервного джерела живлення, особливо, коли величезна КІЛЬКІСТЬ теплоти утвориться під час їх більш однієї використовують послідовно або перезарядження через рекомбінацію газу паралельно, наприклад, у супутнику або У той час як зазначені вище параметри є електромобілі, виділяють достатню КІЛЬКІСТЬ зазвичай загальними для всіх електричних систем теплоти при зарядці і розряді, щоб впливати на батарей, вони особливо важливі для нікель-металграничну ефективність модулів батареї або пдридних систем батарей Це має місце через те, пакетної системи батарей що Ni-MH має таку високу питому енергію, і струми заряду і розряду також є великими Наприклад, Таким чином, існує потреба в батареї, модулі щоб зарядити батарею свинцевих акумуляторів батарей і конструкції пакетної системи батарей, протягом однієї години, може використовуватись яка зменшує и загальну вагу і має необхідне струм 35А, у той час як перезарядження Ni-MH керування теплотою, необхідне для успішної батареї може використовувати 100А для такого роботи в електромобілях без зменшення її ємності самого одногодинного перезарядження По-друге, зберігання енергії або вихідної потужності, оскільки Ni-MH має виняткову ЩІЛЬНІСТЬ енергії збільшує надійність батарей і зменшує вартість (тобто енергія акумулюється дуже компактно), Найбільш близьким до пропонованого теплове розсіювання більш ускладнене, ніж у винаходу - охолоджуваної текучим середовищем батареях свинцевих акумуляторів Це має місце пакетної системи батарей - за технічною суттю є через те, що відношення площі поверхні до об'єму охолоджувана текучим середовищем пакетна набагато менше, ніж у батареях свинцевих система батарей, що включає корпус пакета акумуляторів, а це означає, що у той час як батарей, який містить, принаймні, один засіб для теплота, що утворюється, 2,5 рази більша для Niвведення і, принаймні, один засіб для виводу MH батарей, ніж для свинцевих акумуляторів, холодоагенту, множину модулів батарей, поверхня розсіювання тепла менша утворених у матричну конфігурацію всередині корпуса, причому зазначений модуль батарей Такий ілюстративний приклад корисний у містить множину окремих батарей, зв'язаних розумінні проблем управління теплом, з якими разом, і, принаймні, один засіб транспортування мають справу при проектуванні Ni-MH пакетів холодоагенту, який змушує холодоагент батарей для електромобілів У патенті США № надходити в зазначений засіб для введення 5378555, виданому "Дженерал Моторе" (який холодоагенту в корпусі, протікати через канали включено в якості посилання), описаний пакет для течи холодоагенту і виходити через батарей електромобіля, що використовує батареї зазначений засіб для виводу холодоагенту в свинцевих акумуляторів Пакетна система корпусі (Патент США № 5,558,950 А від батарей, яка застосовує батареї свинцевих 24 09 1996, МПК6Н01М10/50) акумуляторів, має ємність приблизно 13 кВт*год, важить приблизно ЗбЗкГ і має дальність поїздки Теплове управління системи батарей засобу пересування приблизно 145км Замінюючи електромобіля, що застосовує технологію пакет батарей свинцевих акумуляторів пакетом високоенергетичної батареї, ніколи раніше не овонікових батарей того ж розміру, ємність демонструвалось Деякі пристрої, такі як Na-S, які збільшується до 35 кВт*год, і дальність поїздки функціонують за підвищених температурах, засобу пересування збільшується приблизно до сильно ізольовані, щоб підтримувати специфічну 400 км Одна властивість цього порівняння робочу температуру Така організація небажана полягає в тому, що за 15 хвилин перезарядження через великий програш у загальній ЩІЛЬНОСТІ енергія, подана в Ni-MH пакет батарей, у 2,7 разів енергії через надмірну вагу (засобів) теплового більша, ніж подана в пакет батарей свинцевих управління, високу складність та надмірну акумуляторів з його, ВІДПОВІДНО, додатковою вартість У інших системах, таких як Ni-Cd, у теплотою Проте, ситуація дещо відмінна під час спробах теплового управлінню використовували розряду Щоб живити енергією засіб пересування систему водяного охолодження Знову цей тип на ШВИДКІСНІЙ дорозі при ПОСТІЙНІЙ ШВИДКОСТІ, системі теплового управління додає ваги, струм, що тече через батарею, є таким самим, як складності та вартості пакету батарей для Ni-MH батареї або батареї свинцевих Простіше говорячи, попередній рівень техніки акумуляторів (або будь-якого іншого джерела не пропонує конфігурацію / внутрішню конструкцію живлення для цієї мети) По суті, електродвигун, інтегрованої батареї, модуля батареї і термічно що пускає в дію засіб пересування, "не знає" або керованої пакетної системи батарей, яка була б "не піклується", звідки він одержує енергію, або легкою, простою, недорогою і об'єднувала б яка батарея подає живлення ВІДМІННІСТЬ МІЖ структурну основу батарей, модулів та пакетів з нагріванням Ni-MH батареї і батареї свинцевих охолоджуваною повітрям системою управлінню акумуляторів при розряді полягає в тривалості теплотою розряду Тобто, оскільки Ni-MH батарея буде Найбільш близьким до пропонованого пускати в дію засіб пересування в 2,7 разу довше, винаходу - модуля батареї великої потужності - за ніж свинцева, їй потрібно набагато більше часу технічною суттю є модуль батареї великої перш, ніж вона має можливість "охолонути" потужності, що містить множину окремих батарей, множину електричних міжз'єднань, які Далі, у той час як теплота, породжувана під забезпечують електричне з'єднання між окремими час заряду і розряду Ni-MH батареї, зазвичай не є батареями зазначеного модуля і які забезпечують проблемою в малих побутових батареях або електричне з'єднанню між окремими модулями навіть у великих батареях, коли вони батарей, та засіб зв'язування / стискання модуль використовуються окремо протягом обмеженого батарей, зазначені батареї зв'язані всередині періоду часу, великі батареї, що служать у якості 11 46888 12 зазначеного засобу зв'язування / стискання так, Простіше говорячи, попередній рівень техніки що вони скріплені з можливості забезпечення не пропонує конфігурацію / внутрішню конструкцію протистояння переміщенню або повороту при інтегрованої батареї, модуля батареї і термічно механічних вібраціях, транспортуванні або керованої пакетної системи батарей, яка була б експлуатації (Патент США № 5,558,950 А від легкою, простою, недорогою і об'єднувала б 24 09 1996, МПК6Н01М10/50) структурну основу батарей, модулів та пакетів з охолоджуваною повітрям системою управління Теплове управління системи батарей теплотою електромобіля, що застосовує технологію високоенергетичної батареї, ніколи раніше не Найбільш близьким до пропонованого демонструвалось Деякі пристрої, такі як Na-S, які винаходу - перезарядної системи батарей - є функціонують за підвищених температурах, перезарядна система батарей, утворена, сильно ізольовані, щоб підтримувати специфічну принаймні, з однієї зв'язаної перезарядної батареї, робочу температуру Така організація небажана при цьому перезарядна система батарей через великий програш у загальній ЩІЛЬНОСТІ піддається впливу теплових умов навколишнього енергії через надмірну вагу (засобів) теплового середовища, які погіршують її теплові умови управління, високу складність та надмірну експлуатації (Патент США № 5,558,950 А від вартість У інших системах, таких як Ni-Cd, у 24 09 1996, МПК 6 НОШ 10/50) спробах теплового управління використовували Теплове управління системи батарей систему водяного охолодження Знову цей тип електромобіля, що застосовує технологію системи теплового управління додає ваги, високоенергетичної батареї, ніколи раніше не складності та вартості пакету батарей демонструвалось Деякі пристрої, такі як Na-S, які функціонують за підвищених температурах, Зазначена конструкція не пропонує сильно ізольовані, щоб підтримувати специфічну конфігурацію / внутрішню конструкцію модуля робочу температуру Така організація небажана батареї, який би був легким, простим, недорогим і через великий програш у загальній ЩІЛЬНОСТІ мав би можливість працювати у об'єднаній енергії через надмірну вагу (засобів) теплового структурній основі батарей, модулів та пакетів з управління, високу складність та надмірну охолоджуваною повітрям системою управління вартість У інших системах, таких як Ni-Cd, у теплотою спробах теплового управління використовували Найбільш близьким до пропонованого систему водяного охолодження Знову цей тип винаходу - механічно вдосконаленої перезарядної системи теплового управління додає ваги, батареї - є механічно вдосконалена перезарядна складності та вартості пакету батарей Таким батарея, що включає корпус, який містить клему чином, попередній рівень техніки не пропонує позитивного електрода і клему негативного конфігурацію / внутрішню конструкцію інтегрованої електрода, принаймні, один позитивний електрод, батареї, модуля батареї і термічне керованої розташований всередині корпуса і електрично пакетної системи батарей, яка була б легкою, з'єднаний з клемою позитивного електрода, простою, недорогою і об'єднувала б структурну принаймні, один негативний електрод, основу батарей, модулів та пакетів з розташований всередині корпуса і електрично охолоджуваною повітрям системою управління з'єднаний з зазначеною клемою негативного теплотою електрода, принаймні, один сепаратор електродів, розташований між зазначеними позитивними і У основу пропонованих винаходів поставлено негативними електродами всередині корпуса, при задачу створення таких засобів, які б пропонували цьому сепаратор забезпечує електричну ІЗОЛЯЦІЮ такі конфігурацію/внутрішню конструкцію МІЖ позитивним і негативним електродами, але інтегрованої батареї, модуля батареї і термічно допускає хімічну взаємодію між ними, і електроліт керованої пакетної системи батарей, які б були б батареї, розташований в корпусі, електроліт легкими, простими, недорогими і об'єднували б забезпечує оточення і змочування зазначених структурну основу батарей, модулів та пакетів з позитивного електрода, негативного електрода і охолоджуваною повітрям системою управління сепаратора, при цьому корпус батареї має теплотою Ця задача вирішується за рахунок призматичну форму (Патент США № 5,558,950 А створення умов для формування каналів для течи від 24 09 1996, МПК 6 Н01М10/50) холодоагенту вздовж, принаймні, однієї поверхні зв'язаних батарей, забезпечення максимальної Теплове управління системи батарей теплопередачі за допомогою конвективного, електромобіля, що застосовує технологію провідного та випромінювального механізмів високоенергетичної батареї, ніколи раніше не теплопередачі від батарей холодоагенту, і такого демонструвалось Деякі пристрої, такі як Na-S, які транспортування холодоагенту, який би змусив функціонують за підвищених температурах, холодоагент входити в засіб введення сильно ізольовані, щоб підтримувати специфічну холодоагенту в корпусі, протікати по каналах для робочу температуру Така організація небажана течи холодоагенту і виходити через засіб через великий програш у загальній ЩІЛЬНОСТІ виведення холодоагенту в корпусі енергії через надмірну вагу (засобів) теплового управління, високу складність та надмірну Зазначена задача вирішується у пропонованій вартість У інших системах, таких як Ni-Cd, у охолоджуваній текучим середовищем пакетній спробах теплового управління використовували системі батарей, яка, як відома охолоджувана систему водяного охолодження Знову цей тип текучим середовищем пакетна система батарей, системи теплового управління додає ваги, включає корпус пакета батарей, який містить, складності та вартості пакету батарей принаймні, один засіб для введення і, принаймні, 13 46888 один засіб для виводу холодоагенту, множину модулів батарей, утворених у матричну конфігурацію всередині корпуса, причому зазначений модуль батарей містить множину окремих батарей, зв'язаних разом, і, принаймні, один засіб транспортування холодоагенту, який змушує холодоагент надходити в зазначений засіб для введення холодоагенту в корпусі, протікати через канали для течи холодоагенту і виходити через зазначений засіб для виводу холодоагенту в корпусі, а, ВІДПОВІДНО до винаходу, матрична конфігурація виконана з можливістю забезпечення протікання потоку холодоагенту скрізь, принаймні, одну поверхню зв'язаних батарей кожного з модулів батарей, зазначені модулі розташовані в корпусі на відстані від нього та від інших модулів так, щоб сформувати канали для течи холодоагенту вздовж, принаймні, однієї поверхні зазначених зв'язаних батарей, при цьому ширина зазначених каналів має оптимальні розміри для забезпечення максимальної теплопередачі через конвективні, провідні та випромінювальні механізми теплопередачі від зазначених батарей зазначеному холодоагенту Особливістю пропонованої системи батарей є і те, що вона містить у собі множину модулів батареї, організованих у матричну конфігурацію всередині корпуса, причому матрична конфігурація забезпечує протікання потоку холодоагенту крізь, принаймні, одну поверхню зв'язаних батарей кожного з модулів батареї Особливістю пропонованої системи батарей є і те, що вона виконана з можливістю використання електрично ізолюючого газоподібного або рідкого холодоагенту або рідкого холодоагенту Особливістю пропонованої системи батарей є і те, що газоподібним холодоагентом є повітря, і тим, що засіб транспортування холодоагенту включає нагнітальний повітряний вентилятор Особливістю пропонованої системи батарей є і те, що засіб транспортування холодоагенту включає насос і тим, що магістраль повернення холодоагенту, приєднану до засобу виходу холодоагенту, що спричинює рециркуляцію нагрітого холодоагенту до резервуара холодоагенту, з якого він транспортується до теплообмінника холодоагенту для добування з нього теплоти і, нарешті, повторно направляється до насоса холодоагенту для багаторазового використання при охолодженні пакета батарей Особливістю пропонованої системи батарей є і те, що вона встановлена з можливістю підтримання температури модулів батареї нижче 45°С, і з можливістю підтримання різниці температур між модулями батареї меншою від Зазначена задача вирішується і у пропонованому модулі, який, як відомий модуль батареї великої потужності, містить множину окремих батарей, множину електричних міжз'єднань, які забезпечують електричне з'єднання між окремими батареями зазначеного модуля і які забезпечують електричне з'єднання між окремими модулями батарей, та засіб зв'язування/стискання модуля батарей, зазначені батареї зв'язані всередині зазначеного засобу 14 зв'язування/ стискання так, що вони скріплені з можливістю забезпечення протистояння переміщенню або повороту при механічних вібраціях, транспортуванні або експлуатації, а, ВІДПОВІДНО до винаходу, зазначені батареї зв'язані у зазначеному засобі зв'язування / стискання при зовнішньому механічному стисканні, яке оптимізовано з можливістю збалансування зовнішнього тиску, спрямованого назовні через розширення компонентів батареї, і забезпечення додаткової спрямованої усередину сили стискання, прикладеної до електродів батареї всередині кожної батареї, для зменшення відстані між позитивними і негативними електродами з тим, щоб збільшити загальну потужність батареї Особливістю пропонованого модуля є і те, що модулі батареї зв'язані разом під дією великої механічної сили стискання, з використанням металевих стержнів, які встановлено вздовж усіх чотирьох сторін модуля батареї і зварено по чотирьох кутах модуля, де стержні зустрічаються, у такий спосіб формуючи стрічку навколо периферії модуля батареї Особливістю пропонованого модуля батареї є і те, що модулі батареї зв'язані під дією механічного стискання, яке приблизно дорівнює 3,5-12,65 кГ/см2 Особливістю пропонованого модуля батареї є і те, що модулі батареї зв'язані разом піддією сильного механічного стискання, використовуючи металеві стержні, що розташовані вздовж двох сторін модуля батареї і приварені в кутах модуля до металевої трубки, яка лишає кінцеві пластини над кінцями модулів, і тим, що кінцева пластина містить ребра, що виступають перпендикулярно до площини кінцевих пластин, у такий спосіб забезпечуючи додаткову МІЦНІСТЬ кінцевим пластинам і прорізам для металевої трубки, причому кінцеві пластини термічне ізольовані від батарей, зв'язаних всередині модуля Особливістю пропонованого модуля батареї є і те, що кожен з модулів батареї містить модульні прокладки, які утримують модулі на відстані від будь-яких інших модулів та від корпуса пакета батарей і тим, що модульні прокладки виготовлені з електрично непровідної речовини Особливістю пропонованого модуля батареї є і те, що електричні міжз'єднання є з'єднаннями з кабелю в обплетенні, які забезпечують високе теплове розсіювання і гнучкість конструкції/конфігурації модуля і тим, що електричні з'єднання з кабелю в обплетенні виготовлені з МІДІ, мідного сплаву, покритої нікелем МІДІ або покритого нікелем мідного сплаву Зазначена задача вирішується і у пропонованій механічно вдосконаленій перезарядиш батареї, яка, як відома механічно вдосконалена перезарядна батарея, включає корпус, який містить клему позитивного електрода і клему негативного електрода, принаймні, один позитивний електрод, розташований всередині корпуса і електрично з'єднаний з клемою позитивного електрода, принаймні, один негативний електрод, розташований всередині корпуса і електрично з'єднаний з зазначеною клемою негативного електрода, принаймні, один 15 46888 16 сепаратор електродів, розташований між з'єднання, при цьому гребінка виготовлена з МІДІ, зазначеними позитивними і негативними МІДНОГО сплаву, покритої нікелем МІДІ або електродами всередині корпуса, при цьому покритого нікелем мідного сплаву сепаратор забезпечує електричну ІЗОЛЯЦІЮ МІЖ Особливістю пропонованої перезаряд ноі позитивним і негативним електродами, але батареї є і те, що сепаратори виготовлені з допускає хімічну взаємодію між ними, і електроліт поліпропілену, який має орієнтоване зерно або батареї, розташований в корпусі, електроліт структуру канавки, при цьому сепаратори забезпечує оточення і змочування зазначених встановлені так, що орієнтована структура зерна позитивного електрода, негативного електрода і орієнтована вздовж напрямку висоти, принаймні, сепаратора, при цьому корпус батареї має одного позитивного електрода і, принаймні, одного призматичну форму, а, ВІДПОВІДНО ДО винаходу, негативного електрода батарея за формою має оптимізоване Особливістю пропонованої перезаряд ноі співвідношення товщини, ширини і висоти для батареї є і те, що позитивні і негативні електроди забезпечення максимальних ємності і вихідної батареї розташовані в корпусі так, що їх ВІДПОВІДНІ потужності батареї електричні колекторні виводи розташовані навпроти один одного у верхній частині корпуса, Особливістю пропонованої перезаряд ноі при цьому позитивні і негативні електроди батареї батареї є і те, що корпус має верхню частину, яка мають вирізані кути, де розташовані електричні містить у собі клему позитивного електрода колекторні виводи електродів протилежної батареї і клему негативного електрода батареї, та полярності, у такий спосіб уникаючи короткого оболонку корпуса батареї, у якій електроди замикання між електродами і вилучаючи речовину, розташовані та тим, що верхня частина корпуса що не використовується, власне електрода також включає в себе кільцевий кожух, що визначає периферію, принаймні, одного отвору Особливістю пропонованої перезаряд ноі крізь верхню частину, а клеми мають батареї є і те, що внутрішній металевий ущільнювальний фланець по їх окружності, при призматичний корпус батареї електрично цьому закупорені обтиском клеми герметизовані у ізольований від електродів та електроліту кільцевому кожусі в ущільнювальному фланці та Особливістю пропонованої перезаряд ноі тим, що еластомерне діелектричне ущільнення батареї є і те, що негативні електроди виготовлені розташоване між ущільнювальним фланцем і з теплопровідної агломерованої метал-пдридної кільцевим кожухом, при цьому еластомерне речовини електрода і перебувають в тепловому діелектричне ущільнення виготовлене з контакті з корпусом батареї непроникної для водню речовини полісульфону Зазначена задача вирішується і у пропонованій перезарядиш системі батарей, яка, Особливістюпропонованої перезаряд ноі як і відома, утворена, принаймні, з однієї зв'язаної батареї є і те, що вона додатково містить клапан перезарядної батареї, при цьому перезарядна високого тиску для скидання внутрішнього тиску система батарей піддається впливу теплових умов батареї до тиску навколишньої атмосфери, при навколишнього середовища, які погіршують її цьому клапан високого тиску включає корпус теплові умови експлуатації, а, ВІДПОВІДНО ДО клапана, що має порожнисту внутрішню область у винаходу, вона містить засіб для забезпечення зв'язку по газу з навколишньою атмосферою і змінної термоізоляції, принаймні, тієї частини внутрішньою частиною корпуса за допомогою перезарядно! системи батарей, яка найбільш отвору, поршень скидання тиску, встановлений піддається тепловому впливу навколишнього всередині порожнистої внутрішньої області, середовища, для забезпечення підтримання поршень скидання тиску має розміри, що температури перезарядної системи батарей у забезпечують герметизацію осьового отвору, і має межах необхідного робочого діапазону за змінних ущільнювальну канавку на поверхні, протилежній умов навколишнього середовища осьовому отвору, еластомерне діелектричне ущільнення, встановлене всередині Особливістю пропонованої перезарядної ущільнювальної канавки, ущільнювальна канавка має конфігурацію, щоб охопити усі, крім однієї , поверхні ущільнення, у такий спосіб залишаючи неохоплену поверхню зазначеного ущільнення незахищеною, при цьому еластомерне діелектричне ущільнення виготовлене з непроникної для водню речовини полісульфону і пружину стискання, розташовану так, щоб змусити поршень скидання тиску стискати ущільнення в ущільнювальній канавці та блокувати осьовий отвір у клемі Особливістю пропонованої перезаряд ноі батареї є і те, що вона додатково включає, принаймні, одну гребінку, що утворює електричне з'єднання між внутрішніми виводами електрода і клемами, при цьому зазначена гребінка є електрично провідним стержнем, що має множину паралельних прорізів, в які внутрішні виводи електрода вставлені, здійснюючи фрикційне системи батарей є і те, що засіб для забезпечення змінної ізоляції містить температурний датчик, засіб стисливої термоізоляції і засіб для стискання засобу стисливої термоізоляції у ВІДПОВІДЬ на температуру, визначену тепловим датчиком Особливістю пропонованої перезарядної системи батарей є і те, що температурні датчики включають електронні датчики, засіб стисливої термоізоляції містить стисливу піну або волоконну ІЗОЛЯЦІЮ, і засіб для стискання засобу стисливої термоізоляції містить поршневий пристрій, що поперемінно збільшує або зменшує величину стискання на стисливу піну або волоконну ІЗОЛЯЦІЮ у ВІДПОВІДЬ на сигнали від електронних датчиків Особливістю пропонованої перезарядної системи батарей є і те, що температурні датчики і засіб для стискання засобу стисливої термоізоляції об'єднані в єдиний модуль Особливістю пропонованої перезарядної 18 17 46888 системи батарей є і те, що об'єднаний, одиночний корпуса так, що модуль батареї віддалений від модуль, температурний датчик / компресор стінок корпуса і від будь-яких інших модулів ізоляції містить біметалічну пластину, яка батареї всередині корпуса, щоб сформувати дозволяє засобу стисливої термоізоляції канали для течи холодоагенту вздовж, принаймні, розширюватися до місця, щоб захистити систему однієї поверхні зв'язаних батарей, причому батарей від низьких температур навколишнього ширина каналів для течи холодоагенту має середовища і стискати ІЗОЛЯЦІЮ, щоб усунути оптимальні розміри, щоб забезпечити ІЗОЛЯЦІЙНИЙ ефект від системи батарей за теплих максимальну теплопередачу за допомогою умов навколишнього середовища конвективного, провідного та випромінювального механізмів теплопередачі від батарей Один аспект даного винаходу передбачає холодоагенту, і 3) принаймні, один засіб механічно вдосконалену перезаряд ну батарею транспортування холодоагенту, що змушує Батарея включає 1) корпус батареї, що містить у холодоагент входити в засіб введення собі клему позитивного електрода батареї і клему холодоагенту в корпусі, протікати по каналах для негативного електрода батареї, 2) принаймні, один течи холодоагенту і виходити через засіб позитивний електрод батареї, розташований виведення холодоагенту в корпусі У більш всередині корпуса батареї і електрично з'єднаний прийнятному варіанті втілення пакетну систему з клемою позитивного електрода батареї, 3) батарей прохолоджують повітрям принаймні, один негативний електрод батареї, розташований всередині корпуса батареї і У ще одному аспекті даного винаходу описана електрично з'єднаний з клемою негативного вище механічна конструкція батареї, модуля і електрода батареї, 4) принаймні, один сепаратор пакетної системи батарей інтегрована в електродів батареї, розташований між електронний спосіб за допомогою алгоритму позитивними та негативними електродами зарядного пристрою, розробленого так, щоб всередині корпуса батареї, щоб електричне швидко зарядити пакетну систему батарей, у той ізолювати позитивний електрод від негативного самий час збільшуючи термін служби батареї за електрода, але який все ж допускає їх хімічну допомогою мінімізованого перезарядження і взаємодію, і 5) електроліт батареї, який оточує та управління виділенням тепла змочує позитивний електрод, негативний електрод На закінчення, батареї, модулі і пакети можуть і сепаратор Корпус батареї є призматичним за також містити в собі засіб забезпечення формою і має оптимізоване відношення товщини перемінної термоізоляції, принаймні, для тієї до ширини до висоти частини перезарядної системи батарей,, що найбільше безпосередньо піддається впливу Інший аспект даного винаходу включає зазначених оточуючих теплових умов так, щоб вдосконалений модуль батареї високої потужності підтримувати температуру перезарядної системи Модуль батареї, ВІДПОВІДНО ДО даного винаходу, батарей в межах необхідного робочого діапазону включає 1) множину окремих батарей, 2) множину за змінних умов навколишнього середовища електричних міжз'єднань, які з'єднують окремі батареї модуля одну з одною і забезпечують засіб фіг 1 - сильно стилізоване зображення виду для електричного з'єднання окремих модулів поперечного перерізу механічно вдосконаленої батареї один з одним, і 3) засіб зв'язування / перезарядної батареї ВІДПОВІДНО ДО винаходу, що стискання модуля батареї Батареї зв'язують докладно зображує електроди батареї, сепаратор, всередині засобу зв'язування/стискання модуля корпус батареї й електричні клеми батареї, під дією зовнішнього механічного стискання, яке фіг 2 - стилізоване зображення розірваного оптимізовано, щоб збалансувати спрямований виду поперечного перерізу механічно назовні тиск через розширення компонентів вдосконаленої перезарядної батареї, що докладно батареї і забезпечити додаткову спрямовану зображує, скільки з компонентів батареї всередину силу стискання на електроди батареї взаємодіють при складанні, всередині кожного елемента, щоб зменшити фіг 3 - збільшене зображення клеми, верхньої відстань між позитивними і негативними частини оболонки, ущільнення клеми і гребінки електродами, за допомогою цього збільшуючи електрода, зображеного на фіг 2, загальну потужність елемента фіг 4 - стилізоване зображення виду поперечного перерізу укупорюваного обтисканням Засіб зв'язування / стискання модуля з'єднання, здійсненого, щоб герметично закріпити сконструйовано так, щоб 1) допустити клему батареї до верхньої частини оболонки застосування необхідного стискання батареї, 2) батареї, виконати необхідну механічну функцію стійкої до вібрацій низки модулів, і 3) бути якомога більш фіг 5 - стилізоване зображення виду легким поперечного перерізу одного варіанта втілення клеми батареї, що докладно зображує, як клапан Ще один аспект даного винаходу полягає в високого тиску може бути вмонтований у клему, механічній конструкції легкої охолоджуваної текучим середовищем пакетної системи батарей фіг 6 - стилізоване зображення виду У своїй найбільш загальній формі ця поперечного перерізу іншого варіанта втілення охолоджувана текучим середовищем пакетна клеми батареї, який докладно зображує, як система батарей включає 1) корпус пакета електричний провідний з'єднувач гніздового типу батарей, що має, принаймні, один вхідний отвір може бути вмонтований у клему, для холодоагенту і, принаймні, один вихідний отвір фіг 7 - стилізоване зображення гребінки для холодоагенту, 2) принаймні, один модуль електрода, батареї, розташований і встановлений всередині фіг 8 - стилізоване зображення виду зверху 19 46888 20 модуля батареї, ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО винаходу, що теплопередачі та швидкості холодоагенту в докладно зображує спосіб, у який зв'язуються залежності від інтервалу по середній осі поділу батареї, що включає їх орієнтацію, стержні та (стосується середньої ширини каналу кінцеві пластини, які утримують батареї при холодоагенту) для вертикального потоку зовнішньому механічному стисканні, та вісь холодоагенту через канали для течи стискання, холодоагенту, фіг 9 - стилізоване зображення виду збоку фіг 21 - графік об'ємної витрати холодоагенту модуля батареї, зображеного на фіг 8, що і процентної частини від максимальної конкретно зображує спосіб, у який металеві теплопередачі та швидкості холодоагенту в стержні встановлюють у прорізі в ребрах кінцевих залежності від інтервалу по середній осі поділу пластин, (стосується середньої ширини каналу холодоагенту) для горизонтального потоку фіг 10 - стилізоване зображення виду з торця холодоагенту через канали для течи модуля батареї, зображеного на фіг 8 і 9, що холодоагенту, конкретно зображує спосіб, у який взаємодіють кінцеві пластини та стрижні стискання, фіг 22 - графік зростання температури в фіг 11 - стилізоване зображення виду зверху залежності від температури навколишнього модуля батареї, ВІДПОВІДНО ДО даного винаходу, середовища і напруги пакета в залежності від часу що конкретно зображує модульні прокладки, під час циклів заряду і розряду, використовуючи ВІДПОВІДНО до цього винаходу, і виводи прокладок, спосіб заряду з "температурно-компенсованою приєднаних до них, межею напруги", фіг 12 - стилізоване зображення виду збоку фіг 23 - графік зростання температури в модуля батареї, зображеного на фіг 11, що залежності від температури навколишнього конкретно зображує спосіб, у який модульні середовища і напруги пакета в залежності від часу прокладки розміщені зверху і знизу модуля під час циклів заряду і розряду, використовуючи батареї, спосіб заряду з "фіксованою межею напруги", фіг 13а - стилізоване зображення одного фіг 24 - графік ємності батареї, що варіанта втілення кінцевих пластин модулів вимірюється в А*год, у залежності від типу батареї батареї, ВІДПОВІДНО до даного винаходу, що для батарей М серії, конкретно зображує ребристу кінцеву пластину, фіг 25 - графік потужності батареї, що вимірюється у Вт, в залежності від типу батареї фіг 13Ь - стилізоване зображення виду для батарей М серії, поперечного перерізу ребристої кінцевої пластини, зображеної на фіг 13а, фіг 26 - графік нормалізованої ємності батареї, що вимірюється у мА*год/см2, у залежності від фіг 14 - стилізоване зображення одного типу батареї для батарей М серії, варіанта втілення з'єднання з кабелю в обплетенні, придатного в модулях і пакетах фіг 27 - графік нормалізованої потужності батареї, яке ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО винаходу батареї, що ви мірюється в мВт/смл, в залежності зображує конкретно електричне з'єднання з від типу батареї для батарей М серії, плоского кабелю в обплетенні, фіг 28 - графік питомої потужності батареї, що вимірюється у Вт/кГ, у залежності від типу батареї фіг 15 - стилізоване зображення виду зверху для батарей М серії, одного варіанта втілення охолоджуваного текучим середовищем пакета батарей, ВІДПОВІДНО ДО фіг 29 - графік питомої енергії батареї, що даного винаходу, що докладно зображує матричне вимірюється у Вт*год/кГ, у залежності від типу розміщення модулів батареї в корпусі пакета, батареї для батарей М серії спосіб, у який модульні прокладки утворюють Один аспект даного винаходу передбачає канали для течи холодоагенту, ввідне та вивідне механічно вдосконалену перезаряд ну батарею, отвори для текучого середовища та засіб показану в загальному вигляді на фіг 1 Як транспортування текучого середовища, правило, в техніці перезарядних батарей, таких як система нікель-метал-пдридних батарей, багато фіг 16 - графік температури батареї в уваги приділяють електрохімічним аспектам залежності від неробочого часу, який вказує батарей, у той час як набагато менше часу й спосіб, у який алгоритми керованого енергії витрачено на поліпшення механічних температурою вентилятора діють на температуру аспектів батареї, модуля і конструкції пакета батареї під час саморозряду пакета, фіг 17 - графік опору батареї і товщини Заявники досліджували вдосконалення в батареї в залежності від зовнішнього тиску механічній конструкції систем перезарядних стискання, ясно подані оптимальні і функціональні батарей, звертаючи увагу на, такі аспекти, як діапазони, ЩІЛЬНІСТЬ енергії (і об'ємну, і гравіметричну), МІЦНІСТЬ, ДОВГОВІЧНІСТЬ, механічні аспекти фіг 18 ілюструє вплив температури на питому ефективності батареї та управління теплотою енергію батареї, зображуючи графік температури батареї в залежності від питомої енергії у В результаті цих досліджень заявники Вт*год/кГ, розробили механічно вдосконалену перезарядну батарею 1, що включає 1) корпус 2 батареї, який фіг 19 ілюструє вплив температури на питому містить клему 7 позитивного електрода батареї і потужність батареї, зображуючи графік клему 8 негативного електрода батареї, 2) температури батареї в залежності від питомої принаймні, один позитивний електрод 5 батареї, потужності у Вт/кГ, розташований всередині корпуса 2 батареї і фіг 20 - графік об'ємної витрати холодоагенту і електрично з'єднаний з клемою 7 позитивного процентної частини від максимальної 22 21 46888 електрода батареї, 3) принаймні, один негативний максимальної ємності і потужності М елемент є електрод 4 батареї, розташований всередині кращим Проте, як можна бачити з фіг 26 і 27, що корпуса 2 батареї і електрично з'єднаний з клемою є графіками нормалізованої ємності в мА*год/см2 8 негативного електрода батареї, 4) принаймні, та потужності в мВт/см2 у залежності від типу один сепаратор 6 електродів батареї, батареї, ВІДПОВІДНО, якщо ємність і потужність розташований між позитивним і негативним нормалізовані до площі електродів, елемент М-40 електродами всередині корпуса 2 батареї, щоб є найкращим Додатково, якщо питома потужність електрично ізолювати позитивний електрод від батарей визначена, елемент М-40 також є негативного електрода, але який все ще допускає найкращим, як показано фіг 28, що зображує їх хімічну взаємодію, та 5) електроліт батареї (не графік питомої потужності батарей у Вт/кГ у показаний), що оточує і змочує позитивний залежності від типу батареї Нарешті, якщо електрод 5, негативний електрод 4 і сепаратор 6 важлива питома енергія батарей, М-20 елемент є Корпус 2 батареї є призматичним за формою і має кращим, як показано на фіг 29, що є графіком оптимізоване відношення товщини до ширини до питомої енергії батарей у Вт*год/кГ в залежності висоти від типу батареї Використовуваний термін "батарея" конкретно стосується електрохімічних елементів, що містять множину позитивних і негативних електродів, які відокремлюються сепараторами, герметизованих у корпусі, що має позитивну і негативну клеми на його зовнішньому боці, де всі ВІДПОВІДНІ електроди з'єднані з їх ВІДПОВІДНИМИ клемами Це оптимізоване відношення, як описано нижче, дозволяє батареї мати збалансовані оптимальні властивості порівняно з призматичними батареями, які не мають цього оптимізованого відношення Особливо, товщина, ширина і висота оптимізовані, щоб забезпечити максимальну ємність і вихідну потужність, у той самий час усуваючи ШКІДЛИВІ побічні ефекти До того ж, ця специфічна конструкція корпуса припускає односпрямоване розширення, що можна легко компенсувати, прикладаючи зовнішню механічну силу стискання в цьому одному напрямку Заявники виявили, що оптимальне відношення товщини електрода до ширини повинне бути між приблизно 0,1 - 0,75, а оптимальне відношення висоти до ширини 0,75 2,1 Специфічні приклади батарей і відношення їх висоти електрода до ширини подані в Таблиці 1 Таблиця 1 Тип батареї Висота (мм) Ширина (мм) Відношення (В/Ш) L 140 75 1,87 М 187 91 2,06 М-20 167 91 1,84 М-40 147 91 1,62 М-60 127 91 1,40 Слід зазначити, що навіть всередині оптимального діапазону відношень, є оптимальні піддіапазони залежно від необхідних властивостей батарей Наприклад, фіг 24 - 29 зображують, як різні відношення висоти до ширини батарей М серії (подані в Таблиці 1) дає різні оптимальні значення залежно від специфічних необхідних властивостей Фіг 24 і 25, які є графіками ємності в А*год і потужності у Вт в залежності від типу батареї, ВІДПОВІДНО, вказують, що для При визначенні оптимальних відношень заявники відзначили, що, якщо батареї надто високі, є тенденція до розколу електродів при розширенні і стисканні, яка збільшується Існують також проблеми з збільшеним внутрішнім електричним опором електродів, і гравіметричною сегрегацією електроліту до нижньої частини батареї, залишаючи верхні блоки електродів сухими Обидві ці останні проблеми зменшують ємність і вихідну потужність батарей Якщо, з іншого боку, електроди надто короткі, ємність і потужність батареї зменшуються через зменшені включення електрохімічне активних матеріалів, і питома ЩІЛЬНІСТЬ енергії батареї зменшується через зміну відношень компонентів власної ваги батареї до електрохімічне активних складових Також, якщо батареї надто широкі, існує збільшена тенденція до розколу електродів при розширенні і стисканні Є також проблема з збільшеним внутрішнім електричним опором, що зменшує ємність і вихідну потужність батарей Але, якщо електроди занадто вузькі, ємність і потужність батареї зменшується через знижене включення електрохімічно активних матеріалів, а питома ЩІЛЬНІСТЬ енергії батареї зменшується через зміну у відношеннях компонентів власної ваги батареї до електрохімічно активних складових Нарешті, якщо батарея занадто товста, існують проблеми з неправильним тепловим розсіюванням від центральних електродів, що зменшує ємність батареї і потужність Також, існує збільшене загальне розширення засобів зв'язування електродів у напрямку товщини, що викликає жолоблення й ушкодженні корпуса батареї і створює зазори між позитивними і негативними електродами, таким чином зменшуючи потужність і ємність батареї Це надмірне розширення засобів зв'язування електродів потрібно компенсувати ЗОВНІШНІМ механічним стисканням Проте, коли батарея занадто товста, потрібна надмірна величина зовнішньої сили, щоб компенсувати розширення, і відбувається розколювання електродів 3 іншого боку, якщо батарея надто тонка, менша КІЛЬКІСТЬ електродів заповнює батарею, і, отже, ємність і потужність батареї зменшується через знижене включення електрохімічно активних матеріалів, і питома ЩІЛЬНІСТЬ енергії батареї зменшується через зміну у відношеннях компонентів власної ваги батареї до електрохімічно активних 23 46888 24 складових З корпуса Клеми 7, 8 включають ущільнювальний фланець 11, що допомагає герметизувати клеми У даній заявці термін "розширення" включає і 7, 8 до верхньої частини 3 корпуса, теплове, й електрохімічне розширення Теплове використовуючи ущільнення 10 Ущільненням 10 розширення відбувається через нагрівання як правило є ущільнювальне кільце Ущільнення компонентів батареї за допомогою механізмів, описаних вище, а електрохімічне розширення має 10 включає паз 12 ущільнювального фланця, у місце через зміну між різноманітними ґратчастими який вставляють ущільнювальний фланець 11 структурами в зарядженому і розрядженому клеми 7, 8 Цей паз 12 допомагає одержати гарне станах електрохімічне активних речовин батареї ущільнення високого тиску між клемою 7, 8 і верхньою частиною 3 корпуса та зберегти Корпус 2 батареї більш прийнятне ущільнення 10 на МІСЦІ, КОЛИ клему 7, 8 виготовляють з будь-якого матеріалу, який є закупорюють обтиском у верхню частину З теплопровідним, механічно міцним і жорстким та корпуса Ущільнення 10 більш прийнятне ХІМІЧНО інертним до хімії батареї, такого як метал виготовляють з еластомерної діелектричної Як альтернатива можуть використовуватися непроникної для водню речовини, такої як, полімер або композитні речовини в якості наприклад, полісульфон Верхня частина З матеріалу для корпуса батареї При виборі такого корпуса також включає кожух 14, що оточує кожен матеріалу увага повинна приділятись з отворів 13 і виступає назовні з верхньої частини теплопередачі Як докладно описано в заявці на З корпуса Кожух 14 має внутрішній діаметр трохи патент США № 08/238570 від 5 травня 1995, зміст більший, ніж ЗОВНІШНІЙ діаметр ущільнення 10 якої включено в якості посилання, експерименти з Кожух 14 обтискають навколо ущільнення 10 і пластмасовими корпусами показують, що ущільнювального фланця 11 виводу 1, 8 батареї, внутрішня температура приміщеної в щоб сформувати електрично непровідне пластмасовий корпус метал-пдридної батареї ущільнення підвищеного тиску між клемою 7, 8 і зростає до приблизно 80°С від навколишньої верхньою частиною 3 корпуса Закупорене температури після циклічної роботи від С/10 до обтиском ущільнення клеми забезпечує опір 120% ємності, у той час як температура корпуса з вібраціям порівняно з різьбовим ущільненням нержавіючої сталі підвищується лише до 32°С попереднього рівня техніки Верхня частина З Таким чином, корпуси з теплопровідного полімеру корпуса, оболонка 9 корпуса і кільцевий кожух 14 або композитної речовини є кращими Найбільш можуть виготовлятись з нержавіючої сталі 304L прийнятним є, якщо корпус виготовляють з нержавіючої сталі Вигідно електрично ізолювати Фіг 4 зображує частину батареї, ВІДПОВІДНО ДО зовнішню поверхню металевого корпуса від цього винаходу, докладно зображуючи спосіб, у середовища, покриваючи її непровідним який клему 7, 8 батареї упарюють обтиском у полімерним покриттям (не показане) Прикладом верхню частину 3 корпуса 3 цього креслення одного такого шару є ізолюючий полімерний шар у може бути ясно визначено, як кожух 14 верхньої вигляді стрічки, виготовлений з полімеру, такого як частини 3 корпуса є закупореним обтиском складний поліефір навколо ущільнення 10, що, у свою чергу, герметизоване навколо ущільнювального фланця, Механічна МІЦНІСТЬ І жорсткість полімерної стрічки є важливими, також як і ІЗОЛЮЮЧІ 11 клеми 7, 8 батареї У цей спосіб формують властивості До того ж, вона є більш прийнятне ущільнення, стійке до вібрацій недорогою, однорідною та тонкою Спосіб приєднання клеми 7, 8 до верхньої частини 3 корпуса включає закупорювання Внутрішня частина корпуса 2 батареї повинна обтиском клеми 7, 8 до верхньої частини З бути також електричко ізольована від електродів корпуса Цей спосіб закупорювання обтиском має батареї Це може виконуватись, наносячи ряд переваг порівняно з попереднім рівнем техніки покриття електрично ізолюючого полімеру (не закупорювання 'обтиском може виконуватись показаний) на внутрішню поверхню корпуса швидко на високошвид кісному устаткуванні, батареї, або, як альтернатива, приміщуючи приводячи до безпосереднього зменшення електроди батареї й електроліт у електрично вартості Крім того, цей спосіб використовує ізолюючий полімерний резервуар (не показаний), меншу КІЛЬКІСТЬ матеріалу, ніж попередній рівень що є інертним до хімії батареї Цей резервуар техніки, що зменшує вагу клем, приводячи до потім закупорюють і вставляють у корпус 2 непрямого зменшення вартості Збільшена площа батареї поверхні цієї конструкції разом з зменшеною вагою У більш прийнятному варіанті втілення, речовин також веде до збільшеного теплового показаному на фіг 2, корпус батареї містить розсіювання від клем Ще одна перевага цього верхню частину 3 корпуса, до якої прикріплена винаходу полягає в тому, що він дозволяє клема 7 позитивного електрода батареї і клема 8 виготовляти корпус батареї й ІНШІ частини з будьнегативного електрода батареї, і оболонка 9 якого ковкого матеріалу і спеціально не потребує корпуса батареї, у якій розташовані електроди 4, лазерного ущільнення, спеціального ущільнення 5 На фіг 3 показано, що верхня частина 3 корпуса кераміка-метал, або якихось спеціальних (і отже, має отвори 13, через які позитивні і негативні дорогих) способів До того ж, зменшується клеми 7, 8 батареї перебувають в електричному загальна КІЛЬКІСТЬ частин і усувається потреба у зв'язку з електродами 4, 5 батареї Діаметр високоточній механічній обробці виготовлення отворів 13 трохи більший, ніж ЗОВНІШНІЙ діаметр частин клеми 7, 8, але менший, ніж ЗОВНІШНІЙ діаметр ущільнення 10, що використовується для того, Клеми 7, 8 батареї зазвичай виготовляють з щоб герметизувати клему 7, 8 до верхньої частини МІДІ або мідного сплаву, більш прийнятно 25 46888 26 металізованого нікелем для корозійної СТІЙКОСТІ як правило нормою є тиск, якнайбільше, Проте, може використовуватися будь-який приблизно 10,545 к/см2 електрично провідний матеріал, який є сумісним з На додаток до повторно ущільнювальному ХІМІЄЮ батареї Слід зазначити, що у клем 7, 8 клапану, описаному вище, у батареях можуть батареї, описаних у контексті поданого винаходу, використовуватися ІНШІ ТИПИ клапанів, ВІДПОВІДНО менша товщина кільця та більший діаметр, до цього винаходу Зокрема, можуть порівняно з такими у попередньому рівні техніки У застосовуватись диски, що руйнуються, заглушки результаті, клеми, ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО винаходу, є для високого тиску і мембранні клапани Один дуже ефективними розсіювачами теплоти, і в такий мембранний клапан описаний у патенті США такий спосіб значно сприяють тепловому № 5171647, зміст якого тим самим включено тут як управлінню батареї посилання Також, у той час як більш прийнятним є те, щоб клапан високого тиску був розміщений Клеми 7, 8 можуть також мати вирівняний по всередині порожньої клеми батареї, клапан може осі центральний отвір 15 Центральний отвір 15 також ефективно розташовуватись в іншому МІСЦІ служить для багатьох цілей Одне важливе на верхній частині батареї у власному захисному використання полягає в тому, що він служить для корпусі або просто приєднуватись до отвору у зменшення ваги батареї Він може також служити верхній частині корпуса батареї в якості отвору, в який може вставлятись, здійснюючи фрикційне з'єднання, ЗОВНІШНІЙ Інший альтернативний варіант втілення клеми електричний з'єднувач Тобто, циліндричний або батареї поданий на фіг 6, що зображує клему 7, 8, кільцевий дротовий з'єднувач батареї може бути у якій може бути щільно посаджений, здійснюючи вставлений, здійснюючи фрикційне з'єднання, у фрикційне з'єднання, ЗОВНІШНІЙ з'єднувач 24 центральний отвір 15, щоб забезпечити зовнішнє виводу батареї З'єднувач 24 приєднаний до електричне підключення до батареї Нарешті, він зовнішнього виводу 25 батареї Вивід 25 може може служити як місце розташування для клапана бути будь-якого звичайного відомого типу, такого скидання тиску для скидання надлишкового тиску як, суцільний стержень, металева стрічка, з внутрішньої частини батареї Отвір 15 може одножильний або багатожильний провід, чи проходити частково через клему (якщо він кабель в обплетенні для великих струмів батареї призначений лише в якості гнізда з'єднувача) або (який описано нижче) Більш прийнятне з'єднувач цілком наскрізь (якщо призначений для скидання 24 виводу є порожнім кільцевим барабанним тиску і служить в якості гнізда з'єднувача) Коли, з'єднувачем, який, здійснюючи фрикційне принаймні, одна з клем 7, 8 містить клапан з'єднання, вставляють у вирівняний по осі високого тиску для скидання внутрішнього тиску центральний отвір 15 клеми 7, 8 батареї батареї до тиску навколишньої атмосфери, клапан З'єднувач 24 виводу утримується в клемі 7, 8 може бути закріплений в осьовому отворі батареї за допомогою перегородки 26 всередині клеми, див фіг 5 Найбільш прийнятно барабанного з'єднувача Суцільний барабанний клапан високого тиску 16 включає 1) корпус 17 з'єднувач описаний у патентах США 4657335 від клапана, що має порожню внутрішню область 21, 14 квітня 1987 і 4734063 від 29 березня 1988 що знаходиться в зв'язку по газу з навколишньою "RADIALLY RESILIENT ELECTRICAL SOCKET", які атмосферою і внутрішньою областю корпуса включено тут у вигляді посилань батареї через отвори 15, 18 і 23, 2) поршень 19 Якщо необхідно, варіанти втілення, подані на скидання тиску, розташований всередині фіг 5 і 6, можуть бути об'єднані в один варіант порожньої внутрішньої області 21, причому здійснення, що включає і клапан 16 підвищеного поршень 19 скидання тиску має такі розміри, щоб тиску, і ЗОВНІШНІЙ з'єднувач 24 виводу батареї герметизувати осьовий отвір 18, і має канавку 20 Крім того, диск, що руйнується (тобто ущільнення на своїй поверхні, протилежній ущільнювальний засіб скидання зайвого тиску, осьовому отвору 18, 3) еластомерне діелектричне який не є повторно використовуваним) може ущільнення (не показане) знаходиться всередині включатись замість або на додаток до клапана канавки ущільнення, причому канавка 20 високого тиску ущільнення має таку форму, щоб охопити всі поверхні ущільнення, крім однієї, таким чином У той час як закупорені обтиском клеми і залишаючи неохоплену поверхню ущільнення верхня частина корпуса є більш прийнятним незахищеною, і 4) пружину 22 стискання, варіантом втілення цього винаходу, можуть розташовану так, щоб змусити поршень 19 застосовуватись ІНШІ ТИПИ клем і, тому, ІНШІ ТИПИ скидання тиску стискувати ущільнення в канавці верхніх частин корпуса Зокрема, може 20 ущільнення і блокувати осьовий отвір 18 у клемі використовуватись гвинт на клемі, що об'єднує 7, 8 Подробиці див патент США № 5258242 від 2 ущільнення у вигляді 0-кільця Взагалі, може листопада 1993 "ELECTROCHEMICAL CELL застосовуватись будь-який тип відомої ущільненої HAVING IMPROVED PRESSURE VENT", розкриття клеми, доки вона може стримувати робочі тиски якого включено тут як посилання Знову, більш батареї і бути стійкою до електрохімічного прийнятне еластомерне діелектричне ущільнення середовища батареї виготовлене з непроникної для водню речовини У той час як будь-яка система батарей може полісульфону Додатково більш прийнятним є те, вигідно використовувати подані поліпшення щоб клапан був сконструйований так, щоб конструкції батареї, модуля і пакета, більш спускати надлишковий внутрішній тиск, більший прийнятним є те, щоб позитивні електроди були від приблизно 8,436 кГ/см2, щоб забезпечити виготовлені з гідроксиду нікелю, а негативні ЦІЛІСНІСТЬ батареї, оскільки для оболонок батареї електроди виготовлені з сплаву, що поглинає водень Більш прийнятне, речовиною негативного 27 46888 28 електрода є овоніковий метал-пдридний сплав у якості посилання) (Тобто неупорядкований багатокомпонентний Один аспект цього винаходу вказує, що в метал-пдридний сплав, який описано у заявці на герметизованих Ni-MH батареях генерація тепла патент США № 08/259793 від 14 червня 1994, особливо висока під час перезарядження, патенті США 5407781 від 18 квітня 1995 (обидва особливо при коммерційно необхідних документи спеціально включено тут в якості застосуваннях з швидким зарядом Примітне, що посилання), і застосуваннях та посиланнях, які теплота, згенерована під час перезарядження, залежать від них і на які спеціально посилаються в виділяється через рекомбінацію кисню на поверхні цих документах Також більш прийнятним є те, метал-пдридного електрода Отже, можна щоб електроди ВІДДІЛЯЛИСЬ нетканими фетровими використовувати теплопровідний метал-пдридний нейлоновими або поліпропіленовими електрод разом з позитивним електродом на основі пасти Цей більш прийнятний варіант сепараторами, а електроліт був лужним втілення особливо корисний для оптимізацм електролітом, наприклад, таким, що містить 20 питомої енергії, загальної ефективності і вартості 45 % ваг гідроксиду калію Такі сепаратори батареї Для більш докладного опису описані в патенті США № 5330861, що його подано застосування агломерованих електродів див тут у якості посилання заявку на патент США № 08/238570 "OPTIMIZED Ni-MH батареї для побутового застосування на CELL PACK FOR LARGE SEALED NICKEL-METAL ринку використовували метал-пдридні електроди HYDRIDE BATTERIES" від 5 травня 1994, подану на основі пасти, щоб досягти достатнього ступеня тут як посилання рекомбінації газу і захистити основний сплав від окислювання й корозії Такі електроди на основі Як зображено на фіг 2, кожен з електродів 4, 5, пасти зазвичай об'єднують суміш порошку які утворюють пакет електродів, має електричні активної речовини з пластиковими зв'язувальними з'єднувальні виводи 27, приєднані до них Ці й іншими непровідними гідрофобними виводи 27 використовують для передачі струму, речовинами Непотрібним наслідком цього який створено в батареї і який тече до клем 7, 8 способу є значне зменшення теплопровідності батареї Виводи 27 електрично з'єднані з клемами структури електрода порівняно з структурою, 7, 8, що можуть містити 28 для саме такого ВІДПОВІДНО до цього винаходу, яка складається по приєднання Як альтернатива, цей виступ 28 може суті з 100%-но провідної активної речовини, використовуватися для електричного і фізичного напресованої на провідну підкладку приєднання клеми 7, 8 до колекторної гребінки 29 виводу електрода Як показано на фіг 7, гребінка У закупореній призматичній Ni-MH батареї, 29 є як правило електрично провідним стрижнем, ВІДПОВІДНО до цього винаходу, збільшення що містить множину паралельних прорізів ЗО, які теплоти, що виділяється під час перезарядження, приймають виводи електрода, які утримують уникають, використовуючи низку елементів з виводи 27 електрода тертям, зварюванням чи теплопровідної електродної речовини на основі паянням тугоплавким припоєм Фіг 7 також гідриду металу Ця теплопровідна на основі зображує отвір 31 з'єднувача клеми батареї в гідриду металу електродна речовина містить гребінці 29, що приймає виводи Фланець 28, що частинки гідриду металу в близькому контакті одна приварюється/ припаюється, клеми батареї з одною Газоподібний кисень, згенерований під вставляють за допомогою пресової посадки в отвір час перезарядження, рекомбінує з утворенням 31, і потім він може припаюватись твердим води і теплоти на поверхні цих частинок У цьому припоєм або приварюватись на місце, якщо це винаході ця теплота передається по речовині необхідно або бажано теплопровідного негативного електрода на колектор струму і потім до поверхні корпуса Гребінка 29 забезпечує стійкий до вібрацій Теплова ефективність низки з теплопровідної на з'єднувач для передачі електричної енергії від основі гідриду металу електродної речовини електродів 4, 5 до клем 7, 8 Гребінка 29 додатково поліпшується, якщо ця низка електродів забезпечує велику СТІЙКІСТЬ ДО вібрацій порівняно перебуває в тепловому контакті з корпусом з попереднім засобом болтового з'єднання батареї, який є також що теплопровідним збираних виводів 27 до фланця 28 нижньої частини клеми 7, 8 Відомий спосіб приєднання У цьому винаході речовина на основі гідриду виводів 27 до клеми 7, 8 також потребує більш металу негативного електрода більш прийнятне є довгих виводів і більш довгого корпуса (корпус, що агломерованою речовиною електрода, такою, як має більший простір над текучим середовищем) описано в патентах США №№ 4765598, 4820481, Це збільшує загальну вагу й об'єм батарей 4915898, 5507761 і заявці на патент США № Відсутність болтів значно зменшує простір над 08/259793 (які наведені тут в якості посилання), текучим середовищем, приводячи до збільшення виготовленою з використанням спікання так, щоб об'ємної ЩІЛЬНОСТІ енергії Гребінка 29 і клеми 7, 8 частинки Ni-MH перебували в тісному тепловому батареї більш прийнятне виготовлені з МІДІ або контакті одна з одною мідного сплаву, який, ще більш прийнятне, Позитивний електрод, що використовується у покритий нікелем для СТІЙКОСТІ до корозії Проте, цьому винаході, виготовлений з речовин на основі вони можуть виготовлятись з будь-якої електричне гідроксиду нікелю Позитивні електроди можуть провідної речовини, що є сумісною з ХІМІЄЮ бути агломеровані так, як описано в патенті США батареї У той час як гребінка, що приймає виводи № 5344728 (включеному в якості посилання), електрода, є більш прийнятним засобом також як введені у вигляді пасти у нікелеву піну чи приєднання виводів електрода до клем батареї, штейн нікелевих волокон, як описано в патенті ІНШІ ВІДОМІ засоби, такі як болти, гвинти, США № 5348822 і його продовженнях (включених 29 46888 ЗО зварювання або паяння тугоплавким припоєм довжини електродів Ця орієнтація зменшує тертя і також можуть використовуватися, і, отже, заявники запобігає захопленню і прилипанню зерен або не обмежені більш прийнятним варіантом канавок одного сепаратора з такими суміжного втілення сепаратора під час механічного стискання і/або розширення електродів, тому що прилипання та Позитивні І негативні електроди 4, 5 батареї захоплення може спричиняти розколювання можуть розташовуватись в корпусі 2 батареї так, електродів що їх ВІДПОВІДНІ електричні колекторні виводи 27 розташовані навпроти один одного у верхній Інший аспект цього винаходу включає частині корпуса Тобто, всі електричні колекторні вдосконалений модуль батареї високої потужності виводи негативного електрода розташовані з (термін "модуль батареї" або "модуль", що одного боку батареї, а всі електричні колекторні вживається тут, визначає два або більше виводи позитивного електрода розташовані з електричне взаємозалежні елементи), спеціально протилежного боку батареї Більш прийнятно, показаний на фіг 8 - 12 Щоб бути придатним, позитивні і негативні електроди батареї мають батареї в модулі повинні бути щільно вирізані кути (не показане) де розташовані упакованими, переносними і механічно міцними електричні колекторні виводи електродів при використанні До того ж, речовини, що протилежної полярності, у такий спосіб уникаючи використовуються в конструкції модулів батареї короткого замикання між електродами й (окрім самих батарей), не повинні надмірно вилучаючи власну вагу речовини електрода, що не збільшувати власну вагу модуля, або ЩІЛЬНОСТІ використовується Коротке замикання може енергії модулів будуть знижуватися Також, відбуватися, коли електричні колекторні виводи оскільки батареї генерують велику КІЛЬКІСТЬ одного електрода скручуються або мають гострі теплоти під час циклічної роботи, речовини виступи, які потім можуть проткнути сепаратор конструкції повинні бути теплопровідними і електродів і здійснити коротке замикання з достатньо малими, щоб не зштовхуватися з суміжним протилежної полярності електродом проблемою передачі тепла далеко від батарей, Власна вага речовини електрода утворюється або діяти як радіатор, захоплюючи теплоту через проникнення активної речовини в всередині батарей і модулів Щоб задовольнити електроди, які є неактивними, тому що вони не є цим та іншим вимогам, заявники цього винаходу суміжними з речовинами їх протилежного розробили вдосконалений модуль батареї високої електрода потужності Хоча батареї можуть мати будь-яке число електродів, залежно від їх товщини, більш прийнятне батарея містить 19 позитивних електродів і 20 негативних електродів, по черзі розташованих всередині зазначеного корпуса Тобто, електроди є почерговими, причому негативні розташовані з зовнішнього боку, і почерговими позитивними і негативними всередині всього пакета електродів Ця конфігурація уникає можливих коротких замикань, коли батареї перебувають під дією зовнішньої механічної сили стискання Тобто, якщо є позитивний і негативний електрод з зовнішнього боку пакета електродів, буде можливість формування електродами електричного короткого замикання через металевий корпус батареї, коли батарея піддається зовнішньому механічному стисканню У той час як необхідно мати сепаратори 6 лише для електродів, які оточують один набір електродів батареї (тобто сепаратори навколо лише негативних або лише позитивних електродів), може бути вигідним включити сепаратори б, які оточують кожен набір електродів Дані вказують, що використання подвійних сепараторів може зменшити рівень саморозряду батарей Зокрема, утримання заряду збільшилося від приблизно 80% після двох днів для батарей з одиночним сепаратором до приблизно 93% після двох днів для батарей, що мають ПОДВІЙНІ сепаратори Сепаратори 6 є добре відомими звичайними поліпропіленовими сепараторами Вони мають орієнтовані зерна або структуру з канавками, яка, як здається, повинна одержуватись машинною обробкою, і більш прийнятним є те, щоб зерна або канавки речовини сепаратора поліпропілену були орієнтовані уздовж Модуль 32 батареї, ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО винаходу, містить 1) множину окремих батарей 1, 2) множину електричних міжз'єднань 25, які з'єднують окремі батареї 1 модуля 32 одну з одною та надають засіб для електричного міжз'єднання окремих модулів 32 батареї один з одним, та 3) засіб зв'язування/стискання модуля батареї (описано нижче) Батареї зв'язують разом при зовнішньому механічному стисканні (переваги якого описані нижче) всередині засобу модуля зв'язування/стискання так, що вони стають закріпленими і не повертаються або не зміщаються, коли піддаються дії механічних вібрацій при транспортуванні або використанні У той час як будь-яке число батарей може бути зв'язане в модуль, 2-15 батарей на "низку" є типовим Модулі 32 батареї як правило є низками призматичних батарей, ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО винаходу Більш прийнятне, вони є зв'язаними так, що вони всі орієнтуються однаково, причому кожна батарея має електричні клеми, розміщені на верхній частині (див фіг 9 і 12) Батареї орієнтовані в модулі так, що їх найвужчі бокові поверхні звернені до сторін модуля, а їх ширші боки (ті, ЯКІ при розширенні батарей будуть деформуватися) розміщені суміжними з іншими батареями в модулі Таке розташування допускає розширення лише в одному напрямку всередині модуля, що є бажаним Батареї 1 зв'язують всередині засобу зв'язування / стискання модуля під дією зовнішньої механічної сили стискання, яка оптимізована так, щоб збалансувати тиск, спрямований назовні через розширення компонентів батареї, і забезпечити додаткову внутрішню силу стискання на електроди батареї всередині кожної батареї, 31 46888 32 щоб зменшити відстань між позитивними і встановлені уздовж усіх чотирьох сторін модуля 32 негативними електродами, за допомогою цього батареї і зварені в чотирьох кутах модуля, де збільшуючи загальну потужність батареї зустрічаються стержні, таким чином формуючи пояс навколо периферії модуля батареї Більш Як описано вище, розширення призматичних прийнятне, сварні металеві стержні 34 батарей, що більш прийнятне використовується в розташовані посередині між верхом і низом цих модулях, спроектоване односпрямованим, модуля батареї, які знаходяться там, де отже, стискання для зсуву розширення потрібне розширення найбільше Стискання батарей в лише в цьому одному напрямку (див стрілку 33 у областях, що не містять пакету електродів, не є напрямку стискання) Якщо зсуву немає, це корисним, тому що при цьому не стискаються розширення викликає прогин і жолоблення електроди Фактично, це може бути шкідливим, зовнішнього корпуса батареї та більші, ніж оскільки це призводить до замикання електродів оптимальні, розділ ювальні зазори між на металевий кожух через внутрішній ізолятор електродами, таким чином зменшуючи потужність батарей Також, було виявлено, що Слід зазначити, що, хоча і не легко видно з перекомпенсація для розширення до деякої міри креслень, розміри товщини і ширини по периметру корисна Тобто, деякою мірою зайве стискання верхньої і нижньої частин корпуса батареї менші фактично збільшує вихідну потужність (зменшує на 0,5 - 1,0мм, ніж загальні розміри товщини і внутрішній опір) зв'язаних батарей Проте, ширини Ці зменшені габарити гарантують, що усе надмірне стискання веде до розколювання і стискальне зусилля передається тільки пакету короткого замикання електродів всередині пластин електрода і сепараторам батарей Механізм цієї збільшеної потужності, при Ще більш прийнятним є те, щоб сварні надмірному стисканні, як думають, випливає з металеві стержні 34 містили два або три набори стискання позитивного електрода, що знижує опір стержнів, встановлених посередині між верхньою і за допомогою зменшення контактного опору між нижньою межами модуля батареї Якщо частинками активної речовини в електроді і використовують три набори стержнів, перший колектором струму електрода Також, стискання набір стержнів повинен розташовуватись на сепаратора веде до зменшення відстані між половині відстані між верхньою і нижньою межами пластинами позитивних і негативних електродів модуля батареї, другий набір стержнів потім батареї, що робить більш короткими шляхи розміщають між першим набором стержнів і переміщення ІОНІВ між електродами, таким чином верхньою межею модуля, батареї, і третій набір зменшуючи опір електроліту між ними стержнів розміщають між першим набором стержнів і нижньою межею модуля батареї Це Фіг 17 показує кореляцію стискання модуля й допускає однорідний розподіл стискання й опору батареї Модулі, що мають кінцеві пластини ослаблення напруги на будь-якому одному наборі (описані нижче) стискались із застосуванням стержнів Цей розподіл стискання також допускає різних величин сили і внутрішнього опору батареї використання найменших, найлегших металевих (стосовні ДО загальної вихідної потужності й стержнів, таким чином зменшуючи власну вагу ефективності заряду), і вимірювалася товщина модуля батареї Як можна бачити з фіг 17, є оптимальний діапазон стискання для цих модулів між приблизно Інша більш прийнятна конструкція 4,921 і 11,951 кГ/см (сила приблизно 500 - 1180кГ використовує металеві кінцеві пластини 35 на 2 на площу приблизно 100см ) і функціональним кінцях модуля Стержні з нержавіючої сталі діапазоном між приблизно 3,5 до приблизно розташовані вздовж поверхонь модуля батареї і 2 12,65кГ/см (приблизно ЗбЗкГ - приблизно 1270кГ приварені в кутах модуля до прямокутної на площу приблизно 100см2) Можна ясно бачити, металевої трубки (45 на фіг 9), що заміняє кінцеві що для цих специфічних батарей, стержні й утримує кінцеві пластини 35 на МІСЦІ ЦЯ використовуваних у цьому модулі, стискання вище конструкція допускає навіть кращий розподіл верхньої межі і стискання нижче нижньої межі зусиль стискання Кінцеві пластини 35 більш функціонального діапазону викликає збільшення прийнятне виготовляють з алюмінію і можуть внутрішнього опору батарей і, отже, зменшує включати ребра 36, які виступають потужність Слід зазначити, що, у той час як перпендикулярно до площини кінцевих пластин оптимальні і функціональні діапазони стискання 35, у такий спосіб забезпечуючи додаткову різні для батарей різних розмірів, всі графіки МІЦНІСТЬ пластинам 35 і допускаючи використання залежності опору від стискання для цих батарей більш легких речовин (Один варіант втілення різноманітних розмірів аналогічні в тому, що є кінцевих пластин показаний на фіг 13а і 13Ь Інші функціональні й оптимальні діапазони стискання варіанти втілення описані в заявці на патент США для відповідної ефективності елемента № 08/238570 від 5 травня 1995, наведеної тут в якості посилання) Коли кінцеві пластини 35 мають Знайти конфігурацію конструкції/речовини, таку ребристість 36, необхідно мати прорізи (не яка 1) допускає застосування необхідного показані, але див фіг 9) у ребристості, щоб стискання, 2) виконує необхідну механічну розмістити прямокутну металеву трубку 45 Кінцеві функцію СТІЙКОСТІ до вібрацій засобу пластини 35 більш прийнятне можуть бути зв'язування/стискання модуля, і 3) є легкою термічне ізольовані або ізольовані від батарей, наскільки можливо - це величезне завдання зв'язаних у модуль 32, теплоізолювальною Заявники виявили, що модулі батареї можуть бути речовиною, такою як теплоізолюючий шар зв'язані разом під дією великої механічної сили полімеру або полімерної піни Ця ІЗОЛЯЦІЯ стискання, використовуючи металеві стержні 34 запобігає нерівномірному розподілу температури (більш прийнятно, з нержавіючої сталі), які 34 33 46888 батареї всередині модуля, що може спричинятись Ще одним аспектом цього винаходу охолоджувальною дією ребер 36 кінцевих пластин (показаним на фіг 15) є механічна конструкція 35 Проте, ребра 36 можуть забезпечувати охолоджуваних текучим середовищем пакетних додаткове теплове розсіювання для батарей 1 систем батарей (терміни "пакет батарей" або всередині модуля 32, якщо необхідно, здійснюючи "пакет", що вживаються тут, стосуються двох або теплове стікання з кінцевих пластин 35 до більше електрично з'єднаних модулів батарей) суміжних батарей 1 Знову, слід відзначити, що під час циклічної роботи батарей вони виділяють велику КІЛЬКІСТЬ Кожен з модулів 32 може додатково містити непотрібного тепла Це є особливо вірним під час модульні прокладки 37 (див фіг 11 і 12), які заряду батарей Це зайве тепло може бути утримують модулі 32 на відстані від будь-яких шкідливим і навіть катастрофічним для системи інших модулів 32 і від корпуса пакета батарей Ці батарей Деякі з негативних характеристик, з модульні прокладки 37 розміщені зверху та знизу якими зштовхуються, коли пакетні системи модуля 32, щоб забезпечити захист кутам батарей батарей не мають ніякого або мають непідхоже 1 всередині модуля 32 і електричним між теплове управління, включають 1) істотно більш з'єднанням 25 і клемам 7, 8 батарей 1 Більш низьку ємність і потужність, 2) істотно збільшений важливо, виводи 38 на поверхнях прокладок 37 саморозряд, 3) незбалансовані температури між утримують модулі 32 на оптимальній відстані батареями і модулями, що ведуть до Прокладки 37 більш прийнятно виготовлені з неправильного поводження з батареєю, і 4) легкої непровідної речовини, такої як міцний зменшений термін служби батарей Тому, ясно, що полімер Також, це важливо для загальної для оптимально корисної пакетної системи ЩІЛЬНОСТІ енергії пакета, щоб прокладки містили в батарей необхідним є відповідне теплове собі можливо менше загальної КІЛЬКОСТІ речовини, управління щоб виконувати функцію, яка вимагається від них, та все ще залишатися такими легкими, наскільки Деякими з чинників, які слід розглянути при це можливо тепловому керуванні пакетної системи батарей, є Батареї і модулі, ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО винаходу, більш прийнятно електрично з'єднані провідними проводами 25 (див Фіг 8 і 9), що забезпечують з'єднання між ними з низьким опором Загальний опір, що включає в себе опір проводу і контактний опір, не повинен перевищувати більш прийнятно 0,1 мОм Дроти прикріплені до клем гвинтом чи болтом або, більш прийнятно, гніздовим барабанним з'єднувачем 24, описаним вище Електричні міжз'єднання 25 модуля 32 батареї, ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО винаходу, більш прийнятно є з'єднаннями з кабелю в обплетенні (див фіг 14), що забезпечують високе теплове розсіювання і гнучкість конструкції/конфігурації модуля Тобто, з'єднання 25 з кабелю в обплетенні виконують дві важливі функції всередині модулів батареї, ВІДПОВІДНО ДО цього винаходу (крім їх нормальної функції передачі електричної енергії поза батареями) Поперше, кабель 25 в обплетенні є гнучким, який пристосовується до розширення і стискання окремих батарей 1, що призводить до зміни відстані між клемами 7, 8 окремих батарей всередині модуля 32 По-друге, з'єднання 25 з кабелю в обплетенні має значно більшу площу поверхні, ніж суцільний кабель або шина Це важливо для теплового управління батарей, модулів і пакетів, ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО винаходу, тому що електричне з'єднання є частиною теплового шляху, який починається у внутрішній частині батареї, проходить через електроди 4, 5, через вивід електрода 27, через клему батареї 7, 8 і виходить до електричного міжз'єднання 25 Тому, чим більша площа поверхні електричного міжз'єднання 25, тим більшим є теплове розсіювання і кращим є теплове керування батареями 1 Електричне міжз'єднання 25 з кабелю в обплетенні більш прийнятне виготовляють з МІДІ або мідного сплаву, який більш прийнятне покривають нікелем для СТІЙКОСТІ проти корозії 1) усі батареї і модулі повинні зберігатись холоднішими від 65°С, щоб уникнути постійного нанесення ушкоджень батареям, 2) всі батареї і модулі повинні зберігатись холоднішими від 55°С, щоб одержати, принаймні, 80 % номінальної ефективності батареї, 3) усі батареї і модулі повинні зберігатись холоднішими від 45°С , щоб досягти максимального терміна служби, і 4) різниця температур між окремими батареями і модулями батареї повинна зберігатися нижчою від 8°С для оптимальної ефективності Слід зазначити, що вдосконалення у цьому винаході регулюють різницю температур між батареями у межах менше, ніж приблизно 2°С Теплове управління пакетною системою батарей повинно забезпечити адекватне охолодження, щоб забезпечити оптимальну ефективність і ДОВГОВІЧНІСТЬ Ni-MH батарей у широкій розмаїтості робочих режимів Температури навколишнього повітря в США знаходяться в широкому діапазоні, принаймні, від 30°С до 43°С у 49 штатах нижніх широт Необхідно досягти робочої ПОВНОЦІННОСТІ пакетів батареї при цьому діапазоні температур навколишнього повітря, у той самий час підтримуючи батареї в їх оптимальному діапазоні ефективності приблизно від -1°С до38°С Нікель-метал-пдридні батареї виявляють погіршення характеристики ефективності заряду при критично високих температурах вище 43°С через проблеми, що виникають через виділення кисню на нікелевому позитивному електроді Щоб уникнути цих неефективностей, температура батареї під час заряду повинна в ідеальному випадку утримуватись нижчою від 43°С Нікельметал-пдридні батареї також виявляють погіршення характеристики потужності при температурах нижче приблизно -1 °С через погіршену характеристику негативного електрода Щоб уникнути малої потужності, температура батареї повинна утримуватись вище приблизно 36 35 46888 1°С під час розряду канали 43 для течи холодоагенту і виходити через засіб 42 вихідного отвору для холодоагенту з Як зазначено вище, на додаток до погіршеної корпуса 40 Більш прийнятне, і більш реалістично, ефективності при високих і низьких температурах, пакетна система 39 батарей містить множину ШКІДЛИВІ ефекти можуть мати місце внаслідок модулів 32 батареї, звичайно від 2 до 100 модулів, різниць температури між батареями всередині розміщуваних у 2-х або 3-й вимірній матричній модуля під час заряду БІЛЬШІ різниці температури конфігурації всередині корпуса Матрична викликають незбалансованості в ефективності конфігурація допускає високу ЩІЛЬНІСТЬ заряду батарей, які, в свою чергу, можуть упаковування, у той самий час дозволяючи викликати незбалансованості стану заряду, холодоагенту текти через, принаймні, одну приводячи до зниженої ємнісної характеристики і поверхню кожного з модулів 32 батареї потенційно ведучи до неправильного використання значного перезаряду і переррзряду Корпус 40 пакета батарей більш прийнятне Щоб уникнути цих проблем, різниця температур виготовлений з електрично ізолюючої речовини між батареями має управлятися в межах менше, Ще більш прийнятне, корпус 40 виготовляють з ніж 8°С і, більш прийнятне, менше, ніж 5°С легкої електрично ізолюючої полімерної речовини з тривалим строком служби Речовина повинна Фіг 18 показує співвідношення між питомою електрично ізолювати так, щоб не було короткого енергією батареї, що вимірюється у Вт*год/кГ, і замикання батарей і модулів, якщо корпус температурою батареї для нікель-метал-пдридної торкається їх Також, речовина повинна бути батареї, ВІДПОВІДНО до цього винаходу Як може легкою, щоб збільшити загальну ЩІЛЬНІСТЬ енергії бачити, питома енергія батареї починає падати пакета На закінчення, речовина повинна бути вище приблизно 20°С або біля того і різко міцною та здатною протистояти жорстким знижується при температурі вище приблизно 40°С граничним умовам використання пакета батарей Фіг 19 показує співвідношення між питомою Корпус 40 пакета батарей має один або більше потужністю батареї, що вимірюється у Вт/кГ, і вхідних отворів 41 холодоагенту і вихідних отворів температурою батареї для нікель-метал-пдридной 42, які можуть бути спеціалізованими портами для батареї, ВІДПОВІДНО до цього винаходу Як можна текучого середовища, якщо необхідно, але більш помітити, питома потужність батареї зростає з прийнятне є просто отворами в корпусі 40 пакета температурою, але вирівнюється вище приблизно батарей, через які охолоджувальне повітря 40°С входить і виходить з пакета батареї Інші чинники в конструкції охолоджуваної текучим середовищем пакетної системи батарей Охолоджувану текучим середовищем систему включають механічні питання Наприклад, 39 пакета батарей розроблено, щоб ЩІЛЬНОСТІ упаковування батареї і модуля повинні використовувати електрично ізолюючий бути якомога більш високими, щоб зберегти холодоагент, який може бути або газоподібним простір у кінцевому продукті До того ж, щось, що або рідким Більш прийнятно, холодоагент є додається до системи пакета батарей для газоподібним і, ще більш прийнятне, холодоагент забезпечення теплового керування, в кінцевому є повітрям Коли повітря використовують в якості рахунку зменшує загальну ЩІЛЬНІСТЬ енергії холодоагенту, засіб 44 транспортування системи батарей, оскільки це само собою не дає холодоагенту є більш прийнятно нагнітальним внеску в безпосередньо електрохімічну ємність вентилятором, і ще більш прийнятне батарей Щоб задовольнити цим та іншим вимоги, вентилятором, що забезпечує витрату повітря 3 заявники розробили охолоджувану текучим 28317 - 84951 см /хвил повітря на елемент у пакеті середовищем пакетну систему батарей, ВІДПОВІДНО Вентилятори не повинні безперервно до цього винаходу нагнітати охолоджувальне повітря в пакет батареї, але можуть управлятися так, щоб підтримувати У своїй найбільш загальній формі (варіант температури пакета батарей у межах оптимальних здійснення, показаний на фіг 15) дана рівнів Необхідно передбачити керування охолоджувана текучим середовищем пакетна вентилятором для вмикання і вимикання система 39 батарей включає 1) корпус 40 пакета вентилятора і більш прийнятно для керування батарей, що має, принаймні, один вхідний отвір 41 швидкістю вентилятора для забезпечення для холодоагенту і, принаймні, один вихідний отвір ефективного охолодження під час заряду, запуску 42 для холодоагенту, 2) принаймні, один модуль і неактивних станів без навантаження Як правило, 32 батареї, розташований і встановлений охолодження є найбільш критичним під час всередині корпуса 40 так, що модуль 32 батареї заряду, але також необхідне під час агресивного віддалений від стінок корпуса і від будь-яких інших запуску Швидкість вентилятора управляється на модулів 32 батареї всередині корпуса 40, щоб основі різниці температур пакета батарей і сформувати канали 43 для течи холодоагенту навколишнього середовища, а також на основі вздовж, принаймні, однієї поверхні зв'язаних абсолютної температури, останнє - щоб не батарей, ширина каналів 43 для течи охолодити батарею, коли вже холодно, або так, холодоагенту має оптимальні розміри, щоб щоб забезпечити додаткове охолодження, коли врахувати максимальну теплопередачу за батарея має температуру поблизу верхньої межі и допомогою конвективних, провідних та ідеального інтервалу температур Для нікельвипромінювальних механізмів теплопередачі від метал-пдридної батареї вентилятори також батарей холодоагенту, та 3), принаймні, один засіб необхідні в неактивні періоди після заряду 44 транспортування холодоагенту, що змушує Переривчасте охолодження необхідне у цих холодоагент надходити в засіб 41 вхідного отвору умовах, щоб забезпечити ефективне охолодження для холодоагенту в корпусі 40, протікати через 37 46888 38 і веде до економії електроенергії мережі, при запуску, або зберігаючи швидкість саморозряду нижче 0% PWM у противному випадку, і "Maxspeed" споживаної вентилятором потужності Типовий максимальна швидкість вентилятора, результат (фіг 16) показує вентилятор у момент 100% PMW при зарядці або очікуванні заряду, часу 2, 4 години після початкового охолодження або після заряду Як правило, нормальна процедура 65% PMW у противному випадку керування вентилятором (описана нижче) працює Витрата і тиск охолоджувального текучого добре в цьому сценарії Управління вентилятором середовища повинні бути достатніми, щоб при необхідності допускає використання потужних забезпечити достатню теплоємність і вентиляторів для ефективного охолодження без теплопередачу для охолодження пакета Витрата споживання повної потужності вентилятора текучого середовища повинна бути достатньою, протягом усієї роботи, таким чином зберігаючи щоб забезпечити сталий стан вилучення теплоти енергетичну ефективність високою Використання при максимальній очікуваній підтримуваній більш потужних вентиляторів є корисним для швидкості виділення тепла, щоб привести до підтримки оптимальної температури пакета, що прийнятного підйому температури У типових Niдопомагає оптимізувати ефективність і термін MH пакетах батарей з теплотою 5 - ЮВт на служби пакета елемент, виділеною під час перезарядження (максимальне тепловиділення), необхідна витрата Один приклад процедури управління 28317 - 84951 см3/хвил повітря на елемент, щоб вентилятором забезпечує це, якщо максимальна забезпечити адекватне охолодження просто на температура батареї вища від 30°С, а основі теплоємності повітря і досягнення температура навколишнього повітря нижче (більш прийнятного підйому температури Може прийнятне 5°С або нижче), ніж максимальна використовуватись радіальний тип вентиляторів, температура батареї, вентилятори вмикаються і щоб забезпечити найбільш ефективний повітряний нагнітають холодніше повітря в канали потік для теплового управління Це має місце холодоагенту через більш високий атмосферний тиск, що Інший корисний алгоритм керування формується цими типами вентиляторів на вентилятором використовує вентилятори з противагу тиску, сформованому осьовими змінними швидкостями залежно від деякого вентиляторами Як правило, потрібне падіння критерію Цей критерій включає 1) максимальну тиску, принаймні, 1,27см водяного стовпа в температуру батареї, 2) температуру робочій точці вентилятора, який встановлено у навколишнього середовища, 3) поточне пакет Щоб одержати це падіння тиску при високих використання батареї (тобто заряд, чекання значеннях витрати як правило потрібна заряду, висока температура, велика глибина можливість створення вентилятором статичного розряду (ВГР) при пусканні в дію, припинення тиску 3,8 - 7,62см водяного стовпа тощо), 4) напруга будь-якої допоміжної батареї, що живить вентилятори холодоагенту Цей алгоритм На додаток до використання вентиляторів для подано в Таблиці 2 охолодження пакета батарей, коли він є гарячим, вентилятори можуть нагрівати пакет батареї, коли він надто холодний Тобто, якщо температура Таблиця 2 пакета батарей нижча від його мінімальної оптимальної температури, а температура Якщо (Tbat max > 25°С) навколишнього повітря вище, ніж у пакета то батареї, вентилятори можуть вмикатись, щоб нагнітати більш тепле навколишнє повітря в пакет PWM = Mmspeed + 5*Delta батареї Тепліше повітря потім передає свою PWM = MIN (PWM, Maxspeed) теплову енергію пакету батарей, і нагріває його, принаймні, до нижньої межі оптимального інакше PWM = Mmspeed діапазону температури ЯКЩО PWM < ЗО, то PWM = 0 Засіб 44 транспортування одного чи кількох ЯКЩО (Vauxbat = 30) холодоагентів може розташовуватись у вхідному то PWM =30 отворі 41 для холодоагенту, щоб подавати новий холодоагент у корпус 40 пакета батарей через канали 43 для течи холодоагенту, і з вихідного В алгоритмі, наведеному в таблиці 2 отвору 42 холодоагенту Як альтернатива, один чи "Tbatmax" - максимальна температура модуля, кілька засобів 44 транспортування холодоагенту "Tamb" -температура навколишнього повітря, може бути встановлено у вихідному отворі 42 для "Delta" - Tbatmax-Tamb (негативні значення холодоагенту, щоб вилучити нагрітий холодоагент приймають рівними нулю), поза корпусом пакета батарей 40, викликаючи "PWM" - розмір у відсотках сигналу керування залучення свіжого холодоагенту в корпус 40 модуляції ширини імпульсу вентилятора (PWM) (0 пакета батарей через вхідний отвір 41 для = вимк , 100 = повній потужності), холодоагенту, і протікання через канали 43 для "Vauxbat" - напруга додаткової батареї течи холодоагенту вентилятора, Холодоагент може текти паралельно самому "Mmspeed" мінімальна швидкість довгому виміру каналів 43 для течи холодоагенту вентилятора, (тобто в напрямку довжини модулів батареї) або, 30% PWM при зарядці, очікуванні заряду, як альтернатива, він може текти перпендикулярно високій температурі, великій глибині розряду (ВГР) 39 46888 40 самому довгому виміру зазначених каналів 43 для елемента піддається дії охолоджувального течи холодоагенту, (тобто в напрямку висоти текучого середовища з аналогічною швидкістю і модуля батареї) Слід зазначити, що, оскільки температурою холодоагент відбирає тепло, що відходить, від Модулі батареї організовані для ефективного батарей, коли він тече через охолоджувальний охолодження елементів батареї, за допомогою канал 43, холодоагент нагрівається Тому, більш максимізацм швидкості охолоджувальної рідини, прийнятним є те, щоб текуче середовище текло щоб досягти високого коефіцієнта теплопередачі перпендикулярно самому довгому виміру між поверхнею елемента й охолоджувальним охолоджувального каналу 43 Це випливає з того, текучим середовищем Цього досягають що, коли холодоагент нагрівається, різниця звуженням міжмодульного зазору до величині, при температур між батареями і холодоагентом якій охолоджувальний об'ємний потік текучого зменшується, і отже, швидкість охолодження середовища починає зменшуватися, але також зменшується Таким чином, загальне швидкість текучого середовища все ще теплове розсіювання знижується Щоб збільшується Більш вузький зазор також допомагає підняти коефіцієнт теплопередачі, мінімізувати цей ефект, шлях течи холодоагенту оскільки менша відстань для теплопередачі в повинен бути більш коротким з двох, тобто охолоджувальному текучому середовищі збільшує проходити вздовж висоти батарей градієнт температури від елемента до текучого У той час як повітря є найбільш прийнятним середовища холодоагентом (тому що він легко доступний і простий для транспортування усередину і поза Оптимальна ширина каналу для течи корпусом), можуть використовуватися ІНШІ гази і холодоагенту залежить від довжини шляху потоку навіть рідини Зокрема, можуть використовуватися в напрямку потоку, також як від площі каналу для рідкі холодоагенти, такі як фреон або течи холодоагенту в площині, перпендикулярній етиленгліколь, також як ІНШІ комерційне доступні потокові холодоагенту Є більш слабка залежність речовини на основі фторвуглецю і нефторвуглецю оптимального проміжку на характеристики Коли ці ІНШІ гази або рідини використовують в вентилятора Для повітря ширина каналів 43 для якості холодоагенту, засобом 44 транспортування течи холодоагенту дорівнює приблизно між 0,3 холодоагенту може бути, більш прийнятне, насос 12мм, більш прийнятне між 1 - 9мм і найбільш При використанні холодоагентів, ВІДМІННИХ ВІД прийнятно між 3 - 8мм Для вертикального повітря, засіб транспортування холодоагенту повітряного потоку через модуль висотою 17,78см, може, більш прийнятно, містити магістраль оптимальний досяжний середній зазор між повернення холодоагенту, приєднану до вихідного модулями (ширина каналів 43 для течи отвору 42 для холодоагенту, що здійснює холодоагенту) приблизно дорівнює 3 - 4мм рециркуляцію нагрітого холодоагенту до (відстань по середній лінії завдовжки 105мм) Для резервуара холодоагенту (не показаний), з якого горизонтального повітряного потоку, що тече його транспортують до теплообмінника поперек 4 модулів довжиною 40,64см у ряду з холодоагенту (не показаний), щоб відібрати від загальною відстанню 162,56см, оптимальний нього теплоту, і, нарешті, повторно подають до досяжний середній інтервал модуля (ширина насоса 44 холодоагенту для багатократного каналів 43 для течи холодоагенту) приблизно використання в охолодженні пакета 39 батарей дорівнює 7 - 8 мм (відстань по середній лінії довжиною 109мм) Трохи менший міжмодульний Оптимізована ширина каналу для течи зазор у дальньому КІНЦІ ЦЬОГО ряду призведе до холодоагенту включає багато різноманітних більш високої витрати повітря і, отже, більш чинників Частина цих факторів включає КІЛЬКІСТЬ високого коефіцієнту теплопередачі, у такий спосіб батарей, їх ЩІЛЬНОСТІ енергії і ємності, швидкості їх компенсуючи більш високу температуру повітря на заряду і розряду, напрямок, швидкість і об'ємну виході Вторинний вхідний отвір або ряд вхідних витрату холодоагенту, теплоємність холодоагенту отворів вздовж частини горизонтального шляху тощо Було виявлено, що незалежно від більшості течи холодоагенту можуть також цих чинників важливо сконструювати охолоджувальні канали 43, щоб перешкоджати використовуватися в якості засобу введення або уповільнювати об'єм охолоджувального додаткового холодоагенту, таким чином потоку текучого середовища, коли він проходить створюючи теплопередачу між елементами між модулями В ідеалі, затримка в потоці батареї і холодоагентом більш однорідною вздовж переважно має місце через тертя з усього шляху потоку охолоджувальними поверхнями елемента, що Слід зазначити, що термін "відстань по призводить до зменшення потоку на 5 - 30% середній лінії" ІНОДІ використовується як синонім об'єму потоку Коли зазори між модулями ширини каналу для течи холодоагенту Причина становлять головне обмеження потоку в системі цього полягає втому, що згадані значення ширини керування охолоджувальним текучим каналу для течи холодоагенту є середніми числами Причина для цього усереднення в тому, середовищем, це викликає однорідну і приблизно що поверхні модулів батареї, який формують рівну об'ємну витрату охолоджувального текучого канали 43 для течи, не є однорідно плоскими та середовища в зазорах між усіма модулями, рівними, зв'язка, яка зв'язує модулі разом, і самі приводячи до рівномірного охолодження і поверхні батарей викликають зміну фактичної зменшення впливу інших обмежень потоку (такі як ширини каналу вздовж їх довжини Тому, ІНОДІ ВХІДНІ отвори або ВИХІДНІ отвори), що могло в простіше описати ширину в термінах відстані між противному випадку давати нерівномірний потік центрами окремих модулів, тобто ширини по між модулями Крім того, однакова площа кожного 41 46888 42 середній лінії, яка змінюється для батарей різних нижня межа оптимального інтервалу температур розмірів Тому, як правило, більш зручно описати Тому, є потреба так чи інакше забезпечити змінну середню ширину каналу, яка застосовується до термоізоляцію для деяких або усіх батарей і модулів батареї незалежно від використовуваного модулів у пакетній системі батарей фактичного розміру батареї На додаток до систем охолодження, описаних вище, інший спосіб термічного управління Фіг 20 і 21 зображують графіки залежності між пакетними системами батарей, ВІДПОВІДНО ДО шириною каналу для течи холодоагенту (тобто цього винаходу, полягає у використанні відстані по середній лінії") в залежності від об'ємної температурно-залежних режимів заряду витрати холодоагенту, процентної частини від максимальної швидкості холодоагенту і Температурно-залежні режими заряду допускають процентної частини від максимальної ефективну зарядку при розмаїтості умов теплопередачі для вертикального і температури навколишнього повітря Один засіб включає зарядку батарей до температурногоризонтального потоку холодоагенту, ВІДПОВІДНО залежної межі напруги, що безперервно Графіки подані для повітря в якості холодоагенту, і обновляється, яка утримується, доки струм не припускають турбулентний потік і обмеження знизиться до заданого значення, після чого вільного повітря 30% Як можна бачити, існують визначений вхідної заряд подають при постійному явно оптимальні інтервали, який відрізняються струмі Інший спосіб включає серію етапів з залежно від напрямку течи холодоагенту постійним струмом, що зменшується, або Найбільш ефективне функціонування постійною потужністю до межі температурноздійснюється в діапазоні ± 10% від оптимальної компенсованої напруги, з подальшою подачею теплопередачі, проте, при необхідності система певного заряду, яка здійснюється при постійному може експлуатуватися поза цим діапазоном, струмі чи потужності Інший спосіб включає серію збільшуючи об'ємну витрату холодоагенту На етапів постійного струму, що зменшується, або кресленнях криві, позначені квадратами (•), постійної потужності, яка завершується являють собою об'ємну витрату холодоагенту максимально вимірюваною швидкістю підйому (повітря) і відраховуються від лівої ординати, у той температури з подальшою подачею певного час як криві, позначені трикутниками (А) і заряду, яка здійснюється при постійному струмі ромбами (•), являють собою процентну частину або потужності Використання температурновід максимальної теплопередачі і процентну залежних меж напруги гарантує рівномірну ємність частку від максимальної швидкості потоку у широкому діапазоні температур і гарантує, що холодоагенту, ВІДПОВІДНО, та відраховуються від завершення заряду відбувається з мінімальним правої ординати збільшенням температури Наприклад, Щоб допомогти в досягненні і підтриманні необхідної відстані модулів всередині корпуса використання фіксованих меж заряду напруги пакета і забезпечити електричну ІЗОЛЯЦІЮ МІЖ веде до збільшення температури на 8°С в одному модулями, кожен модуль містить прокладки 37 корпусі, у той час як використання температурнохолодоагент-потік-канал, які утримують модулі 32 компенсованої зарядки веде до підйому на оптимальній відстані від будь-яких інших температури на 3°С за подібних умов Межі модулів 32 і від корпуса 40 пакета батарей, щоб абсолютної температури заряду (60°С) потрібні сформувати канали 43 для течи холодоагенту Як для цієї батареї, щоб уникнути серйозного розкрито вище, прокладки 37 холодоагент-потікперегріву, який може відбуватися у випадку канал більш прийнятне встановлені зверху і знизу одночасної відмови зарядного пристрою і системи від модулів батареї 32, забезпечуючи захист кутам охолодження Визначення швидкості зміни напруги модулів 32, клемам 7, 8 батареї й електричним від часу (dV / dt) на основі пакета або модуля міжз'єднанням 25 Більш важливо, виводи на дозволяє негативному значенню dV / dt служити в поверхнях прокладок 38 утримують модулі на якості ознаки закінчення заряду Це може оптимальній відстані один від одного Прокладки відвернути надмірний перезаряд і поліпшити 37 більш прийнятне виготовляють з легкої, ефективність експлуатації батареї, а також електрично непровідної речовини, такої як міцний служити як додаткове обмеження безпеки полімер Також важливо для загальної ЩІЛЬНОСТІ Приклад режиму температурно-залежного енергії пакета, щоб прокладки містили заряду наведено у Таблиці З якнайменше речовини, щоб виконати потрібну функцію і бути наскільки можливо легкими Як відзначено вище, Ni-MH батареї функціонують найкраще у визначеному інтервалі температур У той час як система охолодження, описана вище, надає можливість системам пакета батарей, ВІДПОВІДНО до цього винаходу, підтримувати робочі температури нижче вищої межі оптимального температурного діапазону (і ІНОДІ функціонувати вище нижньої межі оптимальною температурного діапазону, якщо температура навколишнього повітря вища, ніж у батареї, і вище нижньої межі оптимального температурного діапазону), існують моменти, коли температура система батареї буде нижчою, ніж 1) Зарядка при максимальній потужності, доки не буде досягнута мє 2) Зменшують струм на 30% і заряджають, доки не буде досягнута*1 3) Повторення кроку 2), доки струм V { 1 «495,1 с О 28.51,7 V 100 V Витрата І вя Эп 0 ВО н 90 ї ь в І/ — - Швидкість хопер А\ I-.. І і 70 """ Теплопередача ""' - 60 - 50 _J>s^^ — _ О о 3D Й - 20 t 8§ < 1 t 105 110 115 120 Відстань по середній л і н і ї {мм) Фіг. 21 1 125 10 130 59 46888 60 350 10 100 20 час (год) Фіг. 22 320 М-20 М-40 Тип елементу Фіг. 24 М-60