CN101926022A - 包括用于接收超高电容储存单元的托架的供电设备 - Google Patents

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罗杰·阿巴迪亚
帕特里克·龙迪尔
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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的供电设备(10)，其包括导热材料制造的托架(34)，该托架中设置有至少一个超高电容电能储存单元(20)，该单元可发出热量，所述托架(34)包括至少一个容槽(44)，用于容纳至少一个电能储存单元(20)，由导热粘接剂或导热树脂制造的导热层(54)被无空隙地插置在储存单元(20)和相关容槽(44)的壁的内表面之间，以传导由储存单元(20)发出的热。

Description

包括用于接收超高电容储存单元的托架的供电设备
技术领域
本发明涉及用于机动车的供电设备，其包括托架，该托架中设置有至少一个超高电容电能储存单元，该单元可发射热，所述托架包括至少一个容槽，用于接收至少一个电能储存单元。
背景技术
该类型的设备的多个例子是已知的。
这种供电设备被用于例如电和/或混合类型的机动车的供电机器，即，其结合电机和传统的热力发动机，对于其重要的是能将动能回收以给车辆电池重新充电以及给车载网供电。该功能通常被称为回收制动(recuperativebraking)。例如使用金属氢化物类型的电池。
但是，这些供电设备具有多种问题。
实际上，能量储存单元经历多次充电和放电循环。例如，当机动车起动时，发生非常强的放电。仍例如，在回收制动期间，储存单元通过高强度电流被充电。
在放电操作中电流被释放时，或在充电操作中其被储存时，超高电容储存单元比传统的电池释放更多的热。释放的热的量与充电或放电期间循环的电流的强度成比例。
此外，这些充电和放电循环可以以非常快的节奏彼此相继，特别是当车辆在城市中行进且驾驶员不得不频繁停止和重启车辆时。
但是，为了储存单元能高效地储存电流，它们必须保持低于最大操作温度。
当充电和放电循环快速地彼此交替时，储存单元的温度可非常快速地上升到最大操作温度。储存单元的温度增加得更快，因为它们容纳在封闭的托架中。
此外，每个储存单元的使用寿命依赖于该单元所经历的温度变化。因此，根据每个储存单元的配置，普遍的是一个储存单元受到比其它储存单元更强的温度变化。该储存单元由此与其它储存单元相比具有更短的使用寿命。
当单个储存单元有缺陷时，则比较简单的是同时更换所有储存单元，而不管其它单元仍可工作。这由此造成非必要花费的增加。
发明内容
为了消除所有这些缺点，本发明提出一种前述类型的供电设备，其中首先托架由导热材料制造，以把储存单元发出的热从所述容槽的壁的内表面传导到外表面，且其次该托架被分隔为多个容槽，每个容槽都设计为容纳至少一个储存单元，每个容槽的壁由所述导热材料制造，其特征在于，由导热胶或导热树脂制造的传导层被无空隙地插置在储存单元和相关容槽的壁的内表面之间，例如以把储存单元发出的热直接传导到容槽的壁的内表面。
通过本发明，能量储存单元的温度被均匀化，且热被较好地排出。
导热树脂或导热胶不改变状态，与热调节材料相反，该热调节材料例如是石蜡，其该改变状态(固体-液体)而不同时改变温度。
石蜡，其通常是热调节材料，被用于储热和将过热限于微小变化的温度附近。
可行的是，树脂或胶以及根据本发明的导热托架被用于将过热限制于较大范围内变化的温度附近。根据本发明的方案使得可以更好地排热，且由此更可靠。
此外，石蜡在其改变状态时被液化，以使得必须在能量储存单元和/或容槽之间设置专门的隔离物，例如文献FR 2 883 670所述的弹性垫圈。
通过本发明，这些间隔物被消除，因为根据本发明的树脂或胶保持处于固体状态，且被用于挤住能量储存单元。
根据本发明的方案由此使得可以减少零件数，且由此是简单和经济的。
根据本发明的单独或组合采用的其它特征：
-所述导热树脂和所述导热胶是电绝缘的；
-所述导热树脂被注射在储存单元和容槽的壁之间；
-导热树脂在被注射后硬化，以把储存单元挤在容槽中；
-硬化的导热树脂是可弹性变形的；
-硬化的导热树脂是柔性的；
-硬化的导热树脂是粘性的；
-容槽是分隔壁；
-每个容槽都包括单独的壁，以使得容槽的外表面形成托架的外表面；
-容槽的外表面是波浪形的；
-容槽是一端不通的且电能储存单元通过导热胶层被挤在该一端不通的容槽的基部中；
-该胶是电绝缘的；
-容槽被垂直地取向且导热树脂沿容槽的小于80％的垂直高度延伸；
-容槽被纵向或横向地取向，且导热树脂沿容槽的小于80％的垂直高度延伸；
-导热树脂大体沿容槽的垂直高度的50％延伸；
-导热树脂或胶的厚度是2mm或更小；
-树脂或胶的厚度大体等于1mm；
-容槽是要接收一对电能储存单元的容槽，该单元以相邻的方式设置在具有长圆形式的公共接收容槽中；
-该公共容槽大体上具有“8”字的形状；
-每个容槽大体上具有半个“8”字的形状；
-容槽被横向地和/或纵向地取向，且属于通过盖体封闭的托架，该盖体构成用于能量储存单元和托架的帽；和
-托架由金属制造。
通过以下提供的与附图相关的说明，其它优点将变得明显。
附图说明
图1是根据本发明的供电设备的概略图；
图2是根据本发明的教导生产的托架以及被设计为接收在托架中的储存单元的分解透视图；
图3是接收在图3中的托架中的储存单元的平面视图；
图4是沿图3中的截面4-4的截面视图；
图5是沿图3中的截面5-5的截面视图；
图6是类似于图4的视图，其示出了根据本发明第二实施例生产的托架；
图7是类似于图5的视图，其示出了根据本发明第二实施例生产的托架；
图8是平面视图，其示出了根据本发明第三实施例生产的托架；
图9是根据本发明第四实施例的壳体的分解透视图；
图10是图9中的壳体的横截面视图；
图11是根据本发明第五实施例的壳体的透视图；
图12是图11中的壳体的分解透视图；
图13是图12中的电能储存单元的支撑托架的前视图；
图14是本发明第六实施例的壳体的截面视图；
图15是根据本发明第七实施例的示意性前视图；
图16和17是类似于图15的视图，用于本发明的两个变化实施例。
具体实施方式
在下面的说明中，在非限制性的基础上，使用了由附图中三面体(trihedron)“L，V，T”表示的纵向、垂直和横向取向。
在下面的说明中，相同的附图标记代表相同的或具有类似功能的部件。
图1示出了根据本发明生产的、用于机动车的供电设备10的组件。
设备10被设计为将至少一个旋转电机12连接到机动车的至少一个电池16。电机12设置有传感器14，且可用作电马达，例如为了启动热力发动机，或用于驱动车辆的至少一个轮子，和/或该电机可用作发电机，例如用于在制动过程中回收车辆的动能。该电机(称为交流发电机-起动机)是可逆的。该电机被作为非限制性例子，用于本说明书的其它部分。
应注意，交流发电机-起动机是可逆交流发电机，其首先使得其在运行于发动机模式中时能把机械能转换为电能，特别是为了给至少一个电池重新充电和/或为至少一个机动车车载网络的耗电装置供电，其次当其运行于电马达模式(称为起动机模式)中时能把电能转换为机械能，特别是为了启动机动车的内燃机或热力发动机，且，根据一个实施例，能防止热力发动机失速，或能驱动车辆的至少一个轮子。
该交流发电机起动机包括整流装置，该整流装置属于包括分支的变换器。这些整流装置被安装在变换器的分支中，且由例如MOSFET型晶体管组成，该类型晶体管由电子指令和控制单元控制，例如如文献FR A 2 745 444和FR A 2 745 445所述。
该电子指令和控制单元接收从传感器14获得的关于电机转子的角度位置的信号，且还包括所谓的驱动器，这些驱动器为功率元件且控制MOSFET型晶体管。根据一个实施例，这些驱动器属于功率级，该功率级还包括变换器的MOSFET型晶体管，由此在发电机模式中组成所谓的AC/DC可逆交流-直流电转换器。在电马达模式中，变换器的MOSFET晶体管在全有或全无(all or nothing)基础上受到控制，以在全波中控制电机的定子的绕组，或，作为一种变化，通过可变脉宽进行控制，即使用斩波技术，其被称为PWM(脉宽调制)。
控制元件属于具有较低功率的控制级。
根据一个实施例，功率级包括电子功率板，其承载功率元件，例如MOSFET型晶体管和驱动器，且控制级包括承载控制元件的电子控制板。
在这些前述的文献中，交流发电机-起动机是多相的。根据一个实施例，如文献WO-A-02/08.334和文献WO-A-03/088.471所述，交流发电机起动机属于用于机动车且包括至少两个电能储存单元的配置。这些储存单元的一个是电池，且另一个是超级电容器，即具有高值的称为超电容器的电容器。
在文献WO 02/080334中，供电设备被设计为将旋转电机连接到两个电池，该电池属于具有不同电压的车载网。
在该例中，超电容器包括多个超电容器基本能量储存单元，如下面所述。应注意，在起动机模式中(运行于电马达模式中)，该配置使得可以给交流发电机-起动机供应比发电机模式中高的电压。
该类型的配置使得可以在制动过程中回收能量，且包括两个配电网，至少一个开关或具有两个开关的电路，和直流/直流转换器(称为DC/DC转换器，该转换器使得可以转换电压，且可以工作于两个不同电压)。
对于进一步的细节，请参考这些文献，已知该变换器是电子电流转换器(electronic current converter)。
应认识到，该配置可使用旋转电机，例如简单的交流发电机，其电连接到电池。
根据一个实施例，该交流发电机与起动机相关联，该起动机与该交流发电机并联安装在第一端子(接地)和第二端子(连接到电路)之间，在一个实施例中，这使得可以把两个电池串联，例如12V电池，以在起动时给起动机供应24V电压，且可以在机动车已经起动后把这两个电池并联。
设备10由此包括至少一个电子转换器18、22和一个具有超电容器的电能储存单元20。该设备包括两个电网，一个用于功率(储存单元20串联)且被设计用于能量的回收，另一个用于能量，特别是为了给连接到车载网的电池16重新充电和/或给该车载网供电。
根据第一非限制性实施例，设备10包括直流/直流电压转换器22。
根据第二非限制性实施例，设备10包括变换器18。该变换器是可逆DC/AC转换器。当电机处于发电机模式中时该变换器用作AC/DC转换器(其还被称为整流桥)，且当电机处于电马达模式中时该变换器用作DC/AC转换器。
根据第三非限制性实施例，设备10包括变换器18和直流/直流转换器22。
根据非限制性例子中的第四实施例，如图1所示，设备10包括三个电子转换器，即变换器18、直流/直流转换器22和附加的两位开关30或两个开关30，其通过功率连接件(power connection)(例如母线(bus bar))彼此连接。
以上述方式，变换器18在发电机模式中是所谓的AC/DC可逆交流/直流电转换器，在电马达模式中是所谓的DC/AC直流/交流转换器。
直流/直流转换器22使得特别可以把能量储存单元侧20上的电压(所述电压在该例中以非限制性的方式处于6V至35V的数值范围内)转换为与电池16的电压相适的电压(该电池为车载网供应例如约12V的电压)。
两位开关30或两个开关30，就它们而言使得可以确定电机12的运行模式。
在采用的例子中，发电机模式包括两个阶段，即所谓的交流发电机阶段和所谓的能量回收阶段，且马达模式包括起动和动力辅助阶段。
具有两位开关的电机的运行模式如下：
-在马达模式中，且在能量回收阶段中，该开关连接变换器18和储存单元20；和
-在交流发电机阶段中，该开关连接变换器18和电池16。
应注意，在其它实施例中不存在开关。
为此，设备10通过缆线24连接到电机，通过缆线26连接到电池，且通过缆线28连接到车辆的供电网。
由于设备10使得可以通过电机回收车辆的动能，该架构更特别地称为“14+X”架构。
如图1所示，设备10包括单个壳体32，其中设置有电子转换器(一或多个)18、22和电能储存单元(一或多个)20，特别是为了降低这些元件之间的连接件的长度，例如为了限制连接电感的效应。
对于其它细节，请例如参考文献FR 2 883 670，特别是该文献的图5，其以透视图示出了单个壳体，该壳体包括下部托架(该托架接收能量储存单元(一个或多个))和上部件(其形成下部托架的盖体，且接收电子转换器(一个或多个))。作为一种变化，电子转换器(一个或多个)被偏移，以使得上部件可被简化。根据一个实施例，该上部件可包括具有翅片的板，如申请FR 2 883 670的图5所示。大体如图2至5所示，壳体32包括下部件34，其形成托架34用于接收一个或多个电能储存单元20。
在图2至5所示的例子中，托架34包括12个能量储存单元20，其串联安装。
单元20在该例中为超电容器(ultra capacitor)，其也被称为“超级(supercapacitor)电容器”。这些超电容器比传统电容更快地放电和充电，其方式例如如前述文献WO 02/080334中所述。应认识到，作为一种变化，这些单元20中的至少一些是具有与超电容器相同形式和尺寸的电池。
储存单元20具有相同的外观。每个单元20由此具有带垂直轴线的圆柱形的形式。每个单元20侧向地通过外圆柱形表面36、垂直地通过上圆形水平端部表面38，且通过下端圆形水平端部表面40划界。每个单元20具有两个电连接端子42。每个端子42分别相对于表面38和表面40垂直地突出。
托架34具有大体平行六面体的形式，其具有大体矩形的横截面。该托架34在顶部以下述方式敞开，且在基部通过平坦的下水平壁48封闭。
该托架侧向地通过波浪形外垂直表面51划界，该表面与储存单元20的形式匹配。表面51垂直于平坦的下水平壁48，该壁构成托架34的基部。
根据一个实施例，下壁48以突出的方式包括穿孔片或眼孔件(未示出)，用于通过穿过该片或眼孔件中的孔的固定单元(例如螺钉、铆钉或螺栓)把托架34固定至车辆的固定部，例如车辆车体的冷件(cold part)。
在该例中，壳体32的上部件未示出，以能看到单元20。该上部件构成用于封闭托架34的顶部的盖体。
托架34包括至少一个容槽44以接收至少一个超电容器电能储存单元20。在图2所示的例子中，托架34被划分为具有相同外观的六个容槽44。其每个都可接收一对超电容器能量储存单元20。每对的两个储存单元20纵向地相邻，且根据一个特征，由此接收在具有通常的垂直取向的容槽44中。这些容槽44具有长圆(oblong)的形式。
每对的储存单元20的下端部表面40的端子42通过由导电材料(例如铜)制造的条45电连接在一起，如图5所示。未示出的条还连接上表面的端子42。
这些条设置为例如将单元20串联，其由此具有输入和输出端子。
输入和输出端子的位置依赖于具体应用。
每个容槽44包括上开口50，其使得可以通过朝向封闭的基部垂直移位而把一对电能储存单元20引入。每个容槽44在底部通过由平坦的水平下壁48形成的水平内基部封闭。
如图3所示，每个容槽44的水平截面总体上具有“8”字的形式。
更具体地，一对相邻单元20的每个容槽44通过侧壁43划界，其具有长圆形式的下表面46，该下表面在该例中总体上是“8”字形式。该下表面46(图2和3)具有两个圆形部分，其通过两个中心部分彼此连接，该中心部分具有彼此相对的平坦表面。中心部分每个都连接到圆形部分的端部，该圆形部分延伸超过180°，如图3更好地所示。
中心部分的平坦表面具有总体上矩形的形式，其垂直方向上具有比它们的纵向尺寸大的尺寸，如图2所示。每个容槽44由此在相对的中心部分的平坦表面的位置处更窄。
圆形部分具有的尺寸使得它们可每个都接收单元20。它们的尺寸由此通过单元的外表面36的直径限定。
由此，如图3所示，具有长圆形式的每个容槽44具有与每个储存单元20的直径的两倍基本上相等的纵向长度，和与储存单元20的直径基本上相等的横向宽度。
如图4所示，每个储存单元20的圆柱形表面36由此至少部分地设置在相关容槽44的内侧向表面46的附近，具有侧向插入空隙“j”。
侧壁43在外部分地通过垂直外表面51划界，且部分地以下述方式通过存在于两个相邻容槽44之间的材料划界。每个壁43的厚度对于每个容槽44基本上相同。侧壁43的厚度在表面51的位置处相对较小，例如以辅助托架34的内部和外部之间的热交换。
壁43的厚度在两个相邻容槽44之间较大，如图3所示。
从本说明和附图可明白，每个容槽44都具有一端不通(blind)的形式，且由此包括上开口50，其使得可以通过向下垂直移位而引入储存单元20。
容槽44在三个横排上以纵向对设置。每排包括四个单元20。该配置是紧凑的，且托架可由此具有与车辆电池类似的尺寸。
容槽是分隔壁44，即至少部分侧壁43形成用于两个相邻容槽44的公共部分。由此，如图5所示，给定容槽44A的外表面52A的部分可构成相邻容槽44B的内表面46B。
侧壁43的不是分隔壁的那些部分的外表面形成托架34的外表面51。
如图3和5所示，构成一对的两个储存单元20相切于垂直接触线。由此，在每个容槽44中，接触线两侧上的每对储存单元20的圆柱形表面36的两个相对部分之间具有纵向空隙53。该接触线使得可以获得单对单元20的更均匀的温度。
作为变化，接触线被消除，以具有微小的空隙。
在充电和放电操作中，每个储存单元20从其上端部表面38和下端部表面40以及从其圆柱形表面36发出强热流。
为了允许快速地排出每个储存单元20产生的热，且为了允许接收在托架34中的所有储存单元20的均匀受热，根据一个特征，托架34由导热材料制造，例如以尽可能快地从相关容槽44的侧壁43的内表面46向外表面传导每个储存单元20产生的热。
根据一个实施例，托架34由单一的导热材料制造为单件。根据一个实施例，该材料是可模制的材料，以使得托架通过模制整体地形成。
根据一个实施例，托架34由金属制造。
在给出的例子中，该托架34是基于铝的，以降低其重量和获得通过模制整体形成的托架。
作为一种变化，该托架是基于镁的，例如其由镁铝合金(magnesium andaluminium alloy)制造。
如图4和5所示，为了能把每个储存单元20垂直地插入相关容槽44中，和/或由于托架34的制造中固有的约束，每个容槽44的内表面46具有相对于垂直方向的间隙角“α”，以使得内表面46朝向容槽44的基部48收敛。该间隙角还使得可以获得模制为单件的托架。
因此，在每个储存单元20的圆柱形表面36和相关容槽44的内表面46之间形成侧向空隙“j”。由此夹置在每个储存单元20的圆柱形表面36和相关容槽44的内表面46之间的滞留空气层作为热绝缘部。
为了解决该问题，由具有导热性的物质制造的传导层54被没有空隙地径向插入在储存单元20的圆柱形表面36和相关容槽44的内表面46之间。
传导层54由此有利地填充存在于一对的储存单元20之间的纵向空隙53。根据一个实施例，传导层是电绝缘的。
根据本发明的一个特征，无空隙地径向插入在储存单元20的圆柱形表面36和相关容槽44的内表面46之间的该导热层54包括导热树脂或导热胶。
根据一个实施例，该导热胶或该导热树脂是电绝缘的。
所述导热树脂初始为液体或粘性形式。其通过在储存单元20已被设置后填充容槽44而被注入每个储存单元20和相关容槽44的内表面46之间。因此，所述导热树脂被插置在两个储存单元20之间，以使得一对中的两个相邻储存单元20处于相同的温度下。
有利地，导热树脂54形成导热层，其在被注射后硬化，例如以侧向地(即纵向地和横向地)把储存单元20挤(wedge)在容槽44中。根据一个实施例，硬化的传导层54可弹性变形，以吸收任何冲击。
该导热树脂由此是柔性的。其被用于挤住单元20。
为了便于导热树脂的注入操作，储存单元20可预先通过胶层56被胶粘并挤住在相关容槽44的基部48处。实际上，当储存单元20未被挤住时，它们在相关条45上处于不稳平衡中，如图5所示。
用于形成胶层56的胶优选地为电绝缘体。
有利地，胶层56由具有导热性的材料制造。
在组装过程中，胶层56首先被施加到每个容槽44的基部48。然后，多对储存单元20通过上开口50被垂直地插入相关容槽44中。
然后，导热树脂被注射到每个容槽44中，例如以形成传导层54。该导热树脂层的厚度有利地为2mm或更小，以能与导热托架34一起更好地放热。根据一个实施例，该厚度大体上等于1mm。
导热胶56还用于把储存单元20固定到托架34。
胶56还使得可以减少树脂54的量。实际上，在图4和5中，树脂沿容槽44的整个高度延伸。作为变化，通过胶56，树脂可沿容槽的小于80％的垂直高度延伸，例如在容槽的50％的高度上延伸。这一点同样应用于图6和7的第二实施例。应认识到，容槽44的形状(其大体上是“8”字的形式)使得其可以减少使用的导热树脂54的量且由此减少其体积。
作为一种变化，导热树脂层54被与胶56类型相同的胶代替。
作为一种变化，层54和56由具有粘性的导热树脂制造。
一旦其被硬化，该树脂变得具有粘性。
以前述方式，树脂已被选择，其一旦被硬化就具有粘性、柔性和弹性变形，以减弱冲击。
有利地，导热树脂由此硬化，例如以具有坚固性和弹性的协调性(a solidand resilient consistency)。
通常，根据本发明的树脂或胶使得可以提供绝缘，其能避免水或任意其它杂质的渗透。
在储存单元20的充电和放电操作中，每个储存单元20通过其圆柱形表面36发出的热流经由传导层54被直接且快速地传导到每个容槽44的内表面46。该热然后被传导到相关壁43的外表面。
由此，部分热经由托架34的外表面51被直接传导到托架34的外部，而另一部分热通过形成间隔部的侧壁43传导到其它容槽44。
根据本发明教导制造的设备由此可以获得一瞬时温度，其对于设置在托架34中的所有储存单元20是基本上均匀的，且所有的储存单元20由此具有基本上相同的使用寿命。
此外，所有储存单元20发出的热通过传导到托架34的外表面51而被直接或间接地传递。
有利地，托架34的外表面51热连接到冷却装置，例如冷空气流、热管、或任意其它合适的冷却装置。
根据本发明的第二实施例，其在图6和7中示出，托架34具有与本发明的第一实施例类似的外观和结构。
但是，容槽44不是分隔壁，即每个容槽44侧向地通过单独的侧壁43划界。
每个容槽44的单独侧壁43的外表面由此形成托架34的外表面51。每个容槽44的侧壁43的外表面51由此彼此侧向地间隔开，以使得容槽44中的储存单元20发出的热不经由相邻容槽44而被直接传导至容器34的外部。
托架34包括上板58，容槽44从该上板的下表面垂直地向下延伸。每个容槽44中的上开口被形成在托架34的板58中。
托架34被制造为单件，例如通过挤出工艺，其包括利用活塞垂直向下挤压水平铝板的长圆区域(该铝板通过加热变得容易延展)，以形成容槽44。
在该实施例中，如前面那个，传导层54被插置在每个储存单元20的圆柱形表面36和每个容槽44的内表面46之间。胶层56也被设置，以把单元20胶粘到托架34的基部48。
根据本发明第二实施例的托架34由此可以增加外侧向表面51的累计面积，以更快速地排放储存单元20产生的热。
根据本发明第三实施例，其在图9中示出，该设备包括三对相邻的储存单元20。
存在单个壳体32，且其由此构成用于接收单元20的托架。单个中空件由此被设置用于形成用于单元20的具有长圆形式的容槽234。单元20被横向地引入到容槽234中。这些容槽具有纵向取向，导热树脂或导热胶54被插置在容槽234的内表面和单元20的外表面之间。根据一个实施例，壳体由铝制造。作为一种变化，壳体由铜制造。
具有长圆形式的内部容槽234通过具有半圆形式的两个部分和通过使该半圆部分的圆周端部彼此连接的两个直部分划界。
根据该实施例，其可应用于所有前述实施例，壳体32的外表面和由此托架的外表面包括突出单元，例如翅片60或销，以虚线示出，例如以增加壳体32的内部和壳体32的外部之间的热交换表面。135示出了用于把壳体32固定至车辆的固定部(例如车辆的车体)的凸片。
这些凸片被穿孔用于通过固定单元(例如螺钉、螺栓或铆钉)将壳体32固定到例如车辆的车体。
在图9和10的实施例中，能量储存单元20部分纵向地和部分横向地被嵌入。
在该实施例中，壳体32包括中空托架34，其具有纵向波浪形基部，以形成九个纵向容槽44’，以安装三个为一组的九个单元。这些容槽44’由横向间隔部144’划界，如图9更好地所示。
这些间隔部144’是中心中空的，以供相关单元20的端子42通过。如前述附图中，单元20的端子被彼此连接，特别是通过传导条45，以把单元串联在两个端子146、147之间。
每个容槽44’包括基部，其构成圆柱体的一部分。
另一单元20也设置在托架34的端部中的一个处。为此，该托架34具有横向容槽144，其与容槽44’相似(in the image of the receptacles)，但垂直于后者。
导热树脂层54没有空隙地插置在每个单元20和相关容槽44’、144的壁43的内表面46之间，如前述附图所示。
这些单元彼此不接触，如图10更好地所示。以上述方式，壁43的位置处的树脂的厚度e小于2mm，以更好地导热。在该例中，该厚度等于1mm。
以经济的方式，树脂在具有波浪形基部的托架34的小于80％的垂直高度上延伸。在该例中，其大体上在朝向外部鼓起的托架34的50％的垂直高度上延伸，如图10所示。该托架34在其自由端部上和其外周具有附加厚度(没有附图标记)，其被构造为形成边缘，以接收用于封闭托架的平坦盖体132。
该附加厚度具有容槽(无附图标记)，以安装密封件(未示出)。该密封件被盖体132压住，该盖体被局部穿孔以插入固定单元(例如螺钉)以把盖体132固定到托架34。
导热树脂，其在该例中为电绝缘的，该树脂被选择为使得在其被固化后具有粘接和弹性变形的性质。
该树脂是柔性的且还是不可渗透的。单元20由此被固定在托架34中，且被粘性树脂挤住。
用于封闭托架34的盖体132构成用于单元20的保护性盖体。
托架34例如是基于铝的，且盖体132是基于金属板的。托架例如通过模制获得。
通过树脂54，组件34、132、20可被操纵和运输。这同样适用于其它实施例。
在图11至13的实施例中，壳体32包括用于接收电能储存单元20的托架134，其相对较平坦，且被盖体132全部盖住，该盖体具有中空形式，其构成用于单元20和托架134的帽，如图11所示。在该实施例中，盖体132具有矩形形式的基部，其由垂直于基部的侧边缘划界。该侧边缘包括两个纵向侧壁和两个横向侧壁。该盖体132在该例中由铝制造。盖体132的边缘的纵向壁和基部分别设置有开口141、40，以更好地放热。在该实施例中，壳体32被安装在例如车辆的行李箱或乘员空间中。
盖体的边缘的横向侧壁每个都设置有两个带肋凸片，用于通过螺钉138把盖体132固定到托架的横向侧竖立部139，该螺钉拧入竖立部139中的螺纹孔。
在该例中，托架134包括容槽144以接收单元20。容槽144具有横向取向。
容槽144被构造为如第一实施例那样接收成对的储存单元20。这些容槽通过两个大体半圆柱形的部分划界，该部分具有适于接收单元20的外圆柱形表面的尺寸。每个容槽144总体上是半个“8”字的形式。一对的两个单元20在该例中沿横向线彼此局部接触。作为一种变化，如图10中那样没有接触。导热层54被无空隙地径向插置在容槽144的内表面和该对中的单元20的外圆柱形表面之间，如图2至5的第一实施例中那样。层54例如是导热树脂。托架在该例中由铝制造。作为一种变化，可以上述方式使用导热胶。
托架134是矩形板的形式，该板在横向上是中空的，在该例中用于形成三对容槽144，以接收三对超电容器单元20。
托架134例如由金属制造。根据一个实施例，其由铝制造。
该托架134侧向上通过其用于固定盖体132的两个横向竖立部139划界，且其纵向上通过两个横构件(cross-member)142划界。每个横构件142在其每个端部处都包括穿孔的眼孔件135，其每个都连接到竖立部139的一个端部。
竖立部142使得可以增加与冷源接触的接触表面。
如图10中那样，眼孔件135是用于把壳体32固定至车辆一部件的眼孔件，该部件在该例中为冷件，例如是车辆的车体。在该例中固定是通过螺钉137进行的，或作为一种变化，是铆钉、螺栓或销桩，其每个都穿过眼孔件135中的孔。
图12示出了单元20的端子42之间的电连接条45，以及包括电子部件的印刷电路板145，以在单元由超电容器或超级电容器组成时平衡单元20，以使得该电容器被均匀地充电。
单元20，其在该例中通过条45和印刷电路145串联连接，预先形成模块120，该模块被安装在托架134中且被保护性盖体132覆盖。
保护性盖体132覆盖和保持模块120。
作为一种变化，盖体132具有例如托架134这样的容槽，单元20被夹置在这些大体半圆柱形的容槽之间且与托架134和盖体132相对。
供电设备的所有组合和变化是可能的。
因此，可以进行90°旋转，例如图2至5中的实施例，基部48然后具有垂直取向。
作为一种变化，图11至13中的托架134具有波浪形外壁，如图2至5。
作为一种变化，图11至13中的盖体132具有半圆柱形容槽，如托架134。
在该例中，单元的容槽是两件式的，且总体上具有尺寸适用于单元20的外表面的形式，以接收该单元。
该类型的容槽在图14和15中示出。
作为一种变化，如图14所示，托架134和盖体132由导热材料制造，且每个都具有波浪形外壁151(如图2至5)以及用于单元20的容槽34。
与图2至5中的实施例相比较，执行了90°旋转且壁151具有横向取向。
200示出了托架134的外壁和冷源(例如机动车的车体的冷件)之间的局部接触表面，201示出了盖体132的外壁和空气或冷源之间的局部接触表面，154示出了能量储存单元20和容槽144的内表面之间的接触表面。容槽144的外表面151由此是波浪形的。
根据一个实施例，表面154属于导热物质，例如导热且电绝缘的树脂，如图11至13。
作为一种变化，如图15所示，能量储存单元20例如经由导热胶与盖体132的和托架134(其由导热材料制造)的容槽144接触。在该变化中，托架134和冷源之间的接触表面沿具有平坦外表面的托架134的整个长度设置。类似地，盖体132的外表面和空气或冷源之间的接触沿盖体132的整个长度设置。
应认识到，接触表面的长度依赖于具体应用。
例如在图14中，至少两个表面200或201可被彼此连接，且形成仅单个表面。
应认识到，表面201可被装备有突出单元，如图8所示。
应注意，图15中的盖体132通过固定单元138(例如螺钉，其拧入到两个容槽34之间的材料厚度中)连接到托架134。这由此在两个部件132、134中形成壳体，其形成用于单元20的螺钉夹持件，由此这些单元被固定。
应认识到，单元20的数量依赖于具体应用，且特别是依赖于电压需求。可具有6或12个单元，或该单元数量为非6或12个。例如，这些单元可包括六个具有超电容器的单元20和传统电池形式的两个单元20。
在图10中的实施例中，可以将容槽234垂直地取向，且将其数量加倍，如图16所示。
壳体32的厚度被增加，同时保持其轴向长度32。
这可应用于图15中的实施例，如图17所示。
壳体32可被安装在被保护的区域，例如机动车的行李箱或乘员空间。
应认识到，图11至15中的单元和图11至15中的托架可被垂直地取向。
应认识到，作为一种变化，单元20的截面可以不是圆形的。这些单元20具有例如卵形或多边形形状。这同样应用于用来接收单元20的容槽。
容槽可被水平地和垂直地取向。例如，图16中的壳体可接收八个单元20。在该例中，壳体包括两个垂直容槽234和两个水平容槽。
单元20可包括并联安装的两个组，每个组包括串联安装的单元。
因此，通过根据本发明的教导制造的托架32、34、134、334，储存单元20产生的热被非常快速地排出，这防止了温度突然增加到储存单元20的最大工作温度以上。
此外，传导层的存在，通过消除滞留空气区域(其阻止了热的通过)，使得可以通过传导排出热量。
单元20通过热传导具有均匀的温度，特别是由于导热材料制造的托架。
该托架与单元20和冷源间接接触。根据一个实施例，该冷源是车体的金属板。作为一种变化，其可以是至少一个珀耳帖效应单元(Peletier effectcell)，其具有热的下表面和与托架接触的冷的上表面。
作为一种变化，冷空气流扫过与托架为一体的突出部，例如图10中的那种类型的翅片。
空气流的循环例如通过至少一个风扇获得，其例如根据单元20的温度而被控制。
至少一个热管可将该托架连接到冷源，例如冷板。
作为一种变化，托架和盖体由导热且电绝缘的材料制造。
应认识到，当单元20的外表面是电绝缘的时，图15和17中的托架和盖体可由金属制造。
当物质54是电绝缘的时，托架可以是导电或电绝缘的。该物质使得可以使单对中的单元20的温度更均匀。
应理解，在一些附图中，储存单元20成对地安装，同时保持彼此接触，这使得可以更好地使单元20的温度更均匀。
应注意，容槽144和234是分隔壁，且下托架32、34、134、334是要支撑单元20的托架。
还应注意，总体上为“8”字形式的容槽具有长圆形状。
例如，使用的树脂可以是聚氨酯类型的树脂，其具有两种组分，一种是硬化剂。例如，RAIGI公司出售的标记为RAIGITANE 4759/RAIGIDUR HR的两组分树脂可被使用，其在环境温度下形成液态聚氨酯系统(polyurethanesystem)。该黑色树脂是柔性的(50邵氏HR)且具有优良的抗热冲击性，以及对于金属和塑料件的非常好的粘接性。该树脂由此是粘性的。
作为一种变化，可以使用由WEVO公司出售的两组分聚氨酯系统(树脂PD4431FL和硬化剂300)，具有邵氏硬度50-55。

Claims (15)

1.一种用于机动车的供电设备(10)，其包括托架(32，34，134)，该托架中设置有至少一个超高电容电能储存单元(20)，该单元可发出热，所述托架(32，34，134，334)包括至少一个容槽(44，144，234)，用于接收至少一个电能储存单元(20)，其中首先托架(32，34，134)由导热材料制造，以把储存单元发出的热从所述容槽(44，144，234)的壁(43)的内表面(46)传导到外表面(51，52，151)，且其次该托架被分隔为多个容槽(44，44’，144)，每个容槽都设计为容纳至少一个储存单元(20)，每个容槽的壁(43)由所述导热材料制造，其特征在于，由导热胶或导热树脂制造的导热层(54)被无空隙地插置在储存单元(20)和相关容槽(44，144，234)的壁(43)的内表面(46)之间，以把储存单元(20)发出的热直接传导到容槽(44，144，234)的壁(43)的内表面(46)。
2.根据前一项权利要求所述的供电设备(10)，其特征在于，所述导热树脂和所述导热胶是电绝缘的。
3.根据前述权利要求任一项所述的供电设备(10)，其特征在于，所述导热树脂被注射在储存单元(20)和容槽(44)的壁(43)之间。
4.根据前一项权利要求所述的供电设备(10)，其特征在于，导热树脂在被注射后硬化，以把储存单元(20)挤在容槽(44)中。
5.根据前一项权利要求所述的供电设备(10)，其特征在于，硬化的导热树脂是可弹性变形的。
6.根据权利要求4或5所述的供电设备(10)，其特征在于，硬化的导热树脂是粘性的。
7.根据前述权利要求任一项所述的供电设备(10)，其特征在于，容槽(44，144，234)是分隔壁。
8.根据权利要求1至6任一项所述的供电设备(10)，其特征在于，每个容槽(44)包括单独的壁(43)，以使得容槽(44)的外表面(51)形成托架(34)的外表面(51)。
9.根据前述权利要求任一项所述的供电设备(10)，其特征在于，容槽(44，144)的外表面(51，151)是波浪形的。
10.根据前述权利要求任一项所述的供电设备(10)，其特征在于，容槽是一端不通的(44)且电能储存单元(20)通过导热胶层(56)挤在一端不通的容槽(44)的基部(48)中。
11.根据前述权利要求任一项所述的供电设备(10)，其特征在于，容槽(44，144，234)是要接收一对电能储存单元的容槽，该单元以相邻的方式设置在具有长圆形式的公共容槽(44，144，234)中。
12.根据权利要求11或12所述的供电设备(10)，其特征在于，公共容槽大体上具有“8”字的形状。
13.根据权利要求11所述的供电设备(10)，其特征在于，每个容槽(144)大体上具有半个“8”字的形状。
14.根据前述权利要求任一项所述的供电设备(10)，其特征在于，托架(44，134)由金属制造。
15.根据前述权利要求任一项所述的供电设备(10)，其特征在于，导热树脂层为2mm或更薄。
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