[发明专利]能量存储器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有在权利要求1的前序部分的特征部分中所述的特征的能量存储器以及这种能量存储器的应用。

背景技术

由超级电容-电池或高功率电容器-电池构成的能量存储器自身由普遍的现有技术已知。如果能量作为带有相对较高电流的电功率出现，那么可以优选地使用这样的能量存储器例如用于中间存储能量。例如具有柴电驱动装置的混合动力客车就可以使用这种能量存储器。这种客车在制动和重新加速时由于其相对较大的质量会产生非常高的电的制动功率或需要相对较高的电功率来进行加速。为了能够尽可能无损耗地将这些功率存储并且重新使用，超级电容-电池特别良好地适用于能量存储器，这是因为与蓄电池相比这种超级电容-电池具有更小的内阻并且进而具有更小的功率损耗。

常规的、带有多个超级电容-电池的能量存储器这样典型地构成，即一些超级电容-电池分别与一个存储器模块电连接，其中，各个存储器模块随后会构成能量存储器或与该能量存储器相连。普通的现有技术公开的是，各个存储器模块的超级电容-电池布置在自身的壳体中。然后在这些壳体中，超级电容-电池典型地至少间接地与壳体导热接触，从而当在混合动力车辆中使用时利用空气、例如利用迎面风对壳体产生的环流确保了对超级电容-电池进行一定程度的冷却。然而在常规的结构中，迎面风经常不足以提供必要的冷却功率。因此，由普遍的现有技术同样已知的是，各个存储器模块的每个壳体还附加地具有电驱动的通风装置。该通风装置确保了壳体的强制环流并且进而可以改进各个存储器模块的冷却并因此最终也改进了整个能量存储器的冷却。

现在由各个壳体构成的、分别带有自有的冷却装置的结构相对比较昂贵并且导致能量存储器的结构非常复杂。因此，能量存储器典型地具有多个单独的固定元件以及特别具有多个电缆，通过这些电缆将单独的模块相互地、并且与必要的电子装置进行电连接。对于每个壳体还可以存在自有的通风装置，该事实明显地再次增加了复杂性以及所需的电缆的数量。总之，这导致结构的装配和维护都格外复杂。另外如果这种结构使用在混合动力车辆中，例如装配在混合动力的客车顶上的话，在带有相互纠缠的电线和电缆的极为复杂的结构中很快就会积攒非常多的污垢，一方面来讲，这些污垢会影响存储器模块的各个壳体的冷却，阻塞通风装置，并且总体上来讲，会加速这个区域中污垢的积累。这种积累的污垢以及连接在结构中的复杂导线在一定条件下会暴露在大气环境中，由此极容易对能量存储器造成功能性损害。敞开布置在车辆的区域中的电缆除了由于污垢和大气环境影响以及由于汽车震动的影响容易松动之外，并且随后会由于磨损而损坏。

发明内容

现在，这里提出的本发明的目的是实现如上所述的、避免了所说明的缺点的能量存储器，并且提供具有简单且成本低廉的结构的、非常易于安装并且层次清楚的能量存储器，此外，该能量存储器确保了理想的、用于冷却包含在其中的超级电容-电池的必要条件。

根据本发明，所述目的通过在权利要求1的特征部分中所述的特征来实现。

根据本发明，现在多个壳体这样上下地或相邻地堆叠，即流体、也就是说液态的或特别是气态的介质可流过壳体之间的至少部分区域。壳体的相邻或上下相叠的、或者是在部分区域中彼此相邻放置的或者是也相互间隔的堆叠构成了可以非常易于在机械上实现的结构，并且该结构利用流体、例如具有能量存储器的混合动力车辆的迎面风实现在壳体的中间区域中的穿流性。因此形成了紧凑且简单的、能够通过穿流性理想地进行冷却的结构。

此外在根据本发明的能量存储器的另一个非常适合且有利的设计方案中提出，即壳体在堆叠方向上具有基本上呈波浪形的或由相互跟随的凸起构成的轮廓。这种轮廓理想地适合包围各个典型地设计成圆形电池的超级电容-电池。此外在壳体的具有这种轮廓的堆叠中，在波腹或凸起之间分别留有适于冷却流体流过的自由空间，该轮廓这样典型地实现，即在相邻的模块中的波腹或凸起同样碰触到其壳体的波腹或凸起。

此外在根据本发明的能量存储器的另一个非常适合且有利的设计方案中提出，即壳体在堆叠方向上分别包括仅仅一个超级电容-电池。各个存储器模块的超级电容-电池也就横向于堆叠方向布置，以便使得各自的存储器模块的壳体的厚度在堆叠方向上总是只包括一个存储器电池。因此确保了，该超级电容-电池可以从壳体的两个侧面出发通过至少在壳体之间的部分区域中流过的冷却的流体流理想地实现冷却。