CN209963096U - 能量存储器装置、装运容器和交通工具 - Google Patents

能量存储器装置、装运容器和交通工具 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种能量存储器装置，其包括由多个蓄电池模块构成的堆垛，其中，所述蓄电池模块分别包括蓄电池单元和至少一个用于冷却所述蓄电池单元的冷却板，所述能量存储器装置还包括至少一个冷却剂分配板，所述冷却剂分配板布置在堆垛的一侧上并且具有至少一个用于冷却蓄电池模块的蓄电池单体的冷却循环系统。冷却循环系统在此包括多个用于将冷却液分配至冷却板上的分配通道，其中，所述分配通道分别构造为开设在冷却剂分配板中的通道。此外，本实用新型还涉及一种用于容纳蓄电池模块的装运容器以及一种交通工具，其具有上述能量存储器装置或上述装运容器。

Description

能量存储器装置、装运容器和交通工具
技术领域
本实用新型涉及一种能量存储器装置、一种用于这种能量存储器装置的装运容器以及具有这种能量存储器装置或者这种装运容器的交通工具。所述能量存储器装置或者装运容器尤其能够装配在具有电动驱动器的交通工具中，其中，能量存储器为一个或者多个电机的运行提供能量。
背景技术
仅由电机运行的电动车辆或者除了内燃机之外也具有一个或者多个电机的所谓混合动力车辆为了提供用于运行电机或者牵引马达的电能而在车辆中需要相对大的结构空间来用于安置蓄电池。这种也被称为牵引用蓄电池的蓄电池通常包括多个蓄电池模块或者分别具有多个蓄电池单元或者具有多个相互连接的蓄电池单元的蓄电池线路。对于有轨交通工具例如在电气化的线路上运行的并且例如通过具有电能的架空线路供能的动力车组而言，在非电气化的线路或者线路区段上运行时同样要考虑借助一个或者多个牵引用蓄电池进行能量供给。以下将这种动力车组称为蓄电池混合动力列车。
蓄电池模块或者蓄电池线路例如能够布置于装配在电动车辆中或者电动车辆上的装运容器中。对于蓄电池混合动力列车，这种装运容器例如可以布置在车厢处、尤其是车厢的顶部上或者车厢的底部区域中，其中，尤其应当注意在装运容器的总重量和尺寸方面的要求。
为了防止牵引用蓄电池由于在充电或者放电时产生的高损耗功率而过热，并且由此提高蓄电池的使用寿命，必要的是，在装运容器中借助冷却装置冷却蓄电池单元。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种能量存储器装置，所述能量存储器装置在重量低和必要的结构空间小的同时实现了必要的冷却功率。所述技术问题通过一种能量存储器装置、一种用于能量存储器装置的装运容器以及一种具有存储器装置或者装运容器的交通工具解决。
按照本实用新型的第一个方面，能量存储器装置包括由多个蓄电池模块构成的堆垛，其中，所述蓄电池模块分别包括蓄电池单元和至少一个用于冷却所述蓄电池单元的冷却板，以及至少一个冷却剂分配板，所述冷却剂分配板布置在堆垛的一侧上并且具有至少一个用于冷却蓄电池模块的蓄电池单元的冷却循环系统。冷却循环系统在此包括多个用于将冷却液分配至冷却板上的分配通道，其中，所述分配通道分别构造为开设在冷却剂分配板的材料中的通道。
按照一种扩展设计，冷却循环系统包括用于将冷却液分配至冷却通道中的冷却分配器，所述冷却分配器具有至少一个用于向蓄电池模块输入冷却液的输入通道和至少一个用于从蓄电池模块回收冷却液的再循环通道，并且所述输入通道和再循环通道分别设计为在至少一个冷却剂分配板中的铣削部。
尤其可以在至少一个冷却剂分配板中这样铣削分配通道以及输入通道和再循环通道，使得能量存储器装置具有两个或者更多的冷却循环系统并且由此具有额外的冷却剂分配结构。冷却剂分配板在此尤其也可以具备通过表面冷却主动地冷却装运容器的功能。
基于前述的扩展设计，按照本实用新型的能量存储器装置按照另一种扩展设计方案设计为，使得至少一个冷却剂分配板包括第一冷却剂分配板和第二冷却剂分配板，所述第一冷却剂分配板布置在堆垛的第一侧上，所述第二冷却剂分配板布置在堆垛的与所述第一侧对置的第二侧上，并且至少一个输入通道布置在所述第一冷却剂分配板上并且至少一个再循环通道布置在所述第二冷却剂分配板上。
按照另一种扩展设计，至少在冷却剂分配板的面向堆垛的一侧上布置有作为承载结构的承载板，并且蓄电池模块固定在冷却剂分配板的承载板上。按照一种实施形式，尤其可以在至少一个冷却剂分配板的每一侧上布置承载板，所述承载板与冷却剂分配板共同作为用于蓄电池模块的承载结构。蓄电池模块为此例如借助螺纹连接固定在承载板上。
通过将冷却剂分配板集成在用于蓄电池模块的承载结构中能够有利地实现能量存储器装置相对小的宽度或者长度。同时能够有利地满足例如在装置总重量方面的限制，所述总重量尤其在将装配牵引用蓄电池装配在蓄电池混合动力列车的车厢上时具有重要意义。
按照另一种扩展设计，至少一个冷却循环系统具有多个用于将冷却液从至少一个输入通道向冷却板输送的入流通道以及多个用于将冷却液从冷却板向至少一个再循环通道输送的回流通道。入流通道和回流通道在此分别构造为冷却剂分配板中的铣削部。冷却循环系统由此集成入冷却剂分配板中，由此有利地产生了小的结构空间。冷却剂分配板在此例如可以具有介于 30mm至50mm之间的厚度。
按照基于前述扩展设计的另一种扩展设计，这样在冷却剂分配板中铣削入流通道和至少一个输入通道，使得所述入流通道通入所述输入通道中，并且这样在冷却剂分配板中铣削回流通道和至少一个再循环通道，使得所述回流通道通入所述再循环通道中。
按照另一种扩展设计，冷却板借助空心螺钉与布置在至少一个冷却剂分配板上的承载板螺纹连接。
按照基于前述扩展设计的另一种扩展设计，至少一个空心螺钉突伸入相应的入流通道中，从而使每个入流通道通过至少一个空心螺钉与冷却板在流体上相连，并且至少一个空心螺钉突伸入相应的回流通道中，从而使每个回流通道通过至少一个空心螺钉与冷却板在流体上相连。
蓄电池模块的各个单独的冷却板由此例如通过空心螺钉与冷却剂分配板或者与承载板连接。冷却液通过空心螺钉从入流通道流进冷却板中并且通过空心螺钉从冷却板流进回流通道中。在空心螺钉中在此例如产生了冷却液流体从入流通道向冷却板中或者从冷却板向回流通道中的90°的偏转。
按照另一种扩展设计，多个蓄电池模块金字塔形或者说棱锥形地堆垛在第一和第二冷却剂分配板之间。
按照另一种扩展设计，多个蓄电池模块相互连接成牵引用蓄电池。
本实用新型的第二方面涉及一种用于容纳蓄电池模块的装运容器。所述装运容器包括底板，由多个蓄电池模块构成的堆垛能够布置在所述底板上，以及至少一个垂直于底板并且在堆垛侧向布置的冷却剂分配板，所述冷却剂分配板具有至少一个冷却循环系统，所述冷却循环系统用于借助分配通道将冷却液分配至蓄电池模块的冷却板上。
按照第二方面的一种扩展设计，装运容器还包括至少一个布置在冷却剂分配板的面向堆垛的一侧上的作为承载结构的承载板，所述承载板用于固定蓄电池模块。
按照基于前述扩展设计的另一种扩展设计，至少一个承载板能够借助空心螺钉与蓄电池模块的冷却板16)螺纹连接，并且所述空心螺钉为了与冷却板在流体上的连接而突伸入分配通道中。
按照第二方面的另一种扩展设计，至少一个冷却剂分配板包括第一冷却剂分配板和第二冷却剂分配板，所述第一冷却剂分配板布置在堆垛的第一侧上，所述第二冷却剂分配板布置在堆垛的与所述第一侧对置的第二侧上。
按照第二方面的另一种扩展设计，蓄电池模块能够金字塔形地堆垛在底板上。
本实用新型的第三方面涉及一种交通工具，所述交通工具具有至少一个按照第一方面的能量存储器装置或者按照本实用新型的第二方面的装运容器。按照一种扩展设计，所述交通工具在此可以设计为有轨交通工具、尤其是动力车组并且特殊地设计为蓄电池混合动力列车。
附图说明
以下根据示出了本实用新型的实施例的附图详细阐述本实用新型。在附图中：
图1示出了能量存储器装置的实施形式，所述能量存储器装置具有由带有冷却剂分配板的装运容器中的多个蓄电池模块构成的堆垛，
图2示出了具有冷却剂分配板和用于承接蓄电池模块的承载板的装运容器的实施形式，
图3示出了用于将冷却液分配至蓄电池模块的第一冷却剂分配板的实施形式，
图4示出了用于将冷却液分配至蓄电池模块的第二冷却剂分配板的实施形式，
图5示出了冷却剂分配板的局部区域和承载板，所述承载板具有用于将冷却板固定在所述承载板上的空心螺钉，
图6示出了具有用于承载蓄电池模块的作为承载结构的承载板的冷却剂分配板的实施形式。
具体实施方式
图1示出了能量存储器装置1的实施形式，所述能量存储器装置具有由多个蓄电池模块或者蓄电池线路11、12、13和14构成的堆垛10，所述蓄电池模块或者蓄电池线路相叠地以及并排地布置在堆垛10中。蓄电池模块分别包括多个未专门示出的蓄电池单元15以及用于冷却所述蓄电池单元15的冷却板16。蓄电池模块11、12、13、14能够相互连接以便构成牵引用蓄电池，从而为电动交通工具或者混合动力交通工具、例如蓄电池混合动力列车的一个或者多个电机提供能量供给。
此外，能量存储器装置1包括第一冷却剂分配板30，所述第一冷却剂分配板布置在由多个蓄电池模块11、12、13和14构成的堆垛10的第一侧上。此外，能量存储器装置1在图1的示例中包括第二冷却剂分配板40，所述第二冷却板40布置在与由多个蓄电池模块11、12、13和14构成的堆垛10的第一侧对置的第二侧上。能量存储器装置1还包括至少一个用于借助冷却液冷却蓄电池模块11、12、13和14的冷却循环系统100、200。
至少一个冷却循环系统100包括多个用于将冷却液分配至冷却板16上的分配通道111、112、120、130。分配通道111、112、120、130分别构造为开设在第一和第二冷却剂分配板30、40的材料中的通道。分配通道例如可以设计为第一和第二冷却剂分配板30、40的材料中的铣削部。所述至少一个冷区循环系统由此集成在冷却剂分配板30和40中。以下尤其在参照图 3、4和5的情况下对至少一个冷却循环系统100的设计方案进行详细阐述。
在第一冷却剂分配板30和第二冷却剂分配板40的每一侧上分别布置有承载板60，其中，可行的是备选地将承载板60以相同的方式布置在内侧、也就是面向蓄电池模块堆垛的一侧上。承载板60构造为用于多个蓄电池模块11、12、13和14的承载结构。蓄电池模块11、12、13和14例如借助螺纹连接固定在承载板60上。
图2示出了示例性的装运容器300，所述装运容器具有两个冷却剂分配板30和40以及布置在所述冷却剂分配板上的作为用于蓄电池模块的承载结构的承载板60。此外，装运容器300包括底板20以及覆盖板50，由蓄电池模块11、12、13和14构成的堆垛10布置在所述底板上。根据图2明确的是，底板20可以具有桁架结构。通过底板20的桁架结构实现了剪切区域21，所述剪切区域实现了良好的力传递和蓄电池模块的加固。
装运容器300用于容纳蓄电模块并且可以安装在交通工具上、例如动车组的车厢顶部。在图1所示的实施形式中，蓄电池模块11、12、13和14沿垂直的方向在四个蓄电池平面中布置在装运容器300中。蓄电池模块11、12、 13和14在此例如可以具有800kg的总重量。
根据图1所示，蓄电池模块11、12、13和14在第一和第二冷却剂分配板30和40之间或者在布置在所述冷却剂分配板上的承载板60之间金字塔形地堆垛在装运容器内。冷却剂分配板30和40或者布置在其上的承载板60 为了遵守规定的净空间设置而具有整平的三角形的轮廓。通过这种设计方案，能量存储器装置1在小的结构空间中具有高的蓄电池容量，从而能够提供高功率。
图3示出了第一冷却剂分配板30的实施形式，至少一个用于借助冷却液冷却蓄电池模块的冷却循环系统100的部分集成在所述第一冷却剂分配板中。图4示出了第二冷却剂分配板40的实施形式，在所述第二冷却剂分配板中同样集成有至少一个冷却循环系统100的部分。冷却剂循环结构的入流管例如能够集成在冷却剂分配板30中，而冷却剂循环结构的回流管集成在冷却剂分配板40中。
至少一个冷却循环系统100包括用于将冷却液分配至多个蓄电池模块 11、12、13和14的冷却分配器110。冷却分配器110包括用于将冷却液输入蓄电池模块11、12、13和14中的输入通道111和用于从蓄电池模块11、 12、13和14中回收冷却液的再循环通道112。冷却分配器110的输入通道 111构造为第一冷却剂分配板30中的铣削部(图3)。再循环通道112构造为第二冷却剂分配板40中的另一个铣削部(图4)。
至少一个冷却循环系统100具有多个用于从输入通道111向冷却板16 输送冷却液的入流通道120。如图3所示，入流通道20构造为在第一冷却剂分配板30中铣削的通道。此外，至少一个冷却循环系统100具有多个用于从冷却板16向再循环通道112输送冷却液的回流通道130。回流通道130 分别构造为在第二冷却剂分配板40中铣削的通道(图4)。
如图3所示，在第一冷却剂分配板30中这样铣削冷却分配板100的入流通道120和输入通道111，使得入流通道120通入输入通道111中。如图 4进一步所示的，在第二冷却剂分配板40中这样铣削回流通道130和再循环通道112，使得回流通道130通入再循环通道112中。
冷却板16可以借助空心螺钉70与布置在第一和第二冷却剂分配板30 和40上的承载板60螺纹连接。图5示出了冷却剂分配板40的放大的视图，所述冷却剂分配板40由于简化的视图仅在一侧被承载板60覆盖。在图5中示出的开放的通道可以通过另一个承载板60覆盖，所述承载板60如图1所示地布置在冷却剂分配板的外侧。然而备选地也可以为通道去除冷却剂分配板的材料的厚度的有限的一部分，从而使冷却剂分配板的外侧同时也形成装运容器的外侧，所述外侧上的开口仅用于使空心螺钉穿过。
按照能量存储器装置的图4所示的一种可行的实施形式，其中一个空心螺钉70分别突伸入其中一个入流通道120中，从而使每个入流通道120通过各个空心螺钉70与其中一个冷却板16在流体上相连。其中一个空心螺钉 70在该实施形式中同样分别突伸入其中一个回流通道130中，从而使每个回流通道130通过各个空心螺钉70与其中一个冷却板16在流体上相连。
除了图5之外图3尤其示出了突伸入入流通道120中的空心螺钉70，并且图4尤其示出了突伸入回流通道130中的空心螺钉70。在空心螺钉的区域中产生了冷却剂流体从入流通道120向冷却板16中的90°的偏转或者冷却剂流体从冷却板16向回流通道130中的90°的偏转。
按照冷却剂分配板30和40在图3和图4中所示的实施形式，能够实现具有额外的借助两个冷却循环结构的冷却剂分配结构。冷却剂分配板30为此除了冷却循环系统100还具有额外的冷却循环系统200。所述冷却循环系统200包括冷却分配器210，所述冷却分配器具有构造为第一冷却剂分配板 30中的铣削部的输入通道211和构造为第二冷却剂分配板40中的铣削部的再循环通道212。冷却板16相应地通过在第一冷却剂分配板30中铣削的流通道220与输入通道211在流体上耦连。此外，冷却板16通过在第二冷却板40中铣削的回流通道230与再循环通道212在流体上耦连。冷却剂分配板30和40的所示的实施形式由此实现了冷却板16的冗余的流动结构。
图6示出了冷却剂分配板30或者40，承载板60分别布置在所述冷却剂分配板两侧上。承载板60密封布置或者开设在冷却剂分配板30或者40的材料中的分配通道。承载板60同时构成用于承载蓄电池模块11、12、13和14的承载结构。
附图标记清单
1 能量存储器装置
10 由蓄电池模块构成的堆垛
11、12、13、14 蓄电池模块/蓄电池线路
15 蓄电池单元
16 冷却板
20 底板
30 第一冷却剂分配板
40 第二冷却剂分配板
50 遮盖板
60 承载板
70 空心螺钉
100 冷却循环系统
110 冷却分配器
111 输入通道
112 再循环通道
120 入流通道
130 回流通道
200 冷却循环系统
210 冷却分配器
211 输入通道
212 再循环通道
220 入流通道
230 回流通道
300 装运容器。

Claims (17)

1.一种能量存储器装置，包括：
-由多个蓄电池模块(11、12、13、14)构成的堆垛(10)，其中，所述蓄电池模块(11、12、13、14)分别包括蓄电池单元(15)和至少一个用于冷却所述蓄电池单元(15)的冷却板(16)，和
-至少一个冷却剂分配板，所述冷却剂分配板布置在堆垛(10)的一侧上并且具有至少一个用于冷却蓄电池模块(11、12、13、14)的蓄电池单元(15)的冷却循环系统(100、200)，其中，所述冷却循环系统(100、200)包括多个用于将冷却液分配至冷却板(16)的分配通道，并且其中，所述分配通道分别构造为开设在冷却剂分配板的材料中的通道。
2.按权利要求1所述能量存储器装置，其特征在于，
-所述冷却循环系统(100、200)包括用于将冷却液分配至分配通道的冷却分配器(110、210)，
-冷却分配器(110、210)具有至少一个用于向蓄电池模块(11、12、13、14)输入冷却液的输入通道(111、211)和至少一个用于从蓄电池模块(11、12、13、14)回收冷却液的再循环通道(112、212)，并且
-输入通道(111、211)和再循环通道(112、212)分别构造为至少一个冷却剂分配板中的铣削部。
3.按权利要求2所述的能量存储器装置，其特征在于，
-所述至少一个冷却剂分配板包括第一冷却剂分配板(30)和第二冷却剂分配板(40)，所述第一冷却剂分配板布置在堆垛(10)的第一侧上，所述第二冷却剂分配板布置在与堆垛(10)的第一侧对置的第二侧上，并且
-至少一个输入通道(111、211)布置在第一冷却剂分配板(30)上并且至少一个再循环通道(112、212)布置在第二冷却剂分配板(40)上。
4.按权利要求1至3之一所述的能量存储器装置，其特征在于，
-至少在冷却剂分配板的面向堆垛(10)的一侧上布置有作为承载结构的承载板(60)，并且
-蓄电池模块(11、12、13、14)固定在冷却剂分配板的承载板(60)上。
5.按权利要求1至3之一所述的能量存储器装置，其特征在于，所述至少一个冷却循环系统(100、200)具有多个用于将冷却液从至少一个输入通道(111、211)向冷却板(16)输送的入流通道(120、220)以及多个用于将冷却液从冷却板(16)向至少一个再循环通道(112、212)运出的回流通道(130、230)，其中，入流通道(120、220)和回流通道(130、230)在此分别构造为冷却剂分配板中的铣削部。
6.按权利要求5所述的能量存储器装置，其特征在于，
-在冷却剂分配板中铣削入流通道(120、220)和至少一个输入通道(111、211)，使得所述入流通道(120、220)通入所述输入通道(111、211)中，并且
-在冷却剂分配板中铣削回流通道(130、230)和至少一个再循环通道(112、212)，使得所述回流通道(130、230)通入所述再循环通道(112、212)中。
7.按权利要求1至3之一所述的能量存储器装置，其特征在于，所述冷却板(16)借助空心螺钉(70)与布置在至少一个冷却剂分配板上的承载板(60)螺纹连接。
8.按权利要求7所述的能量存储器装置，其特征在于，
-至少一个空心螺钉(70)突伸入相应的入流通道中，从而使每个入流通道通过至少一个空心螺钉(70)与冷却板(16)在流体上相连，并且
-至少一个空心螺钉(70)突伸入相应的回流通道中，从而使每个回流通道通过至少一个空心螺钉(70)与冷却板(16)在流体上相连。
9.按权利要求3所述的能量存储器装置，其特征在于，多个蓄电池模块(11、12、13、14)金字塔形地堆垛在第一和第二冷却剂分配板之间。
10.按权利要求1至3之一所述能量存储器装置，其特征在于，多个蓄电池模块(11、12、13、14)相互连接成牵引用蓄电池。
11.一种用于容纳蓄电池模块(11、12、13、14)的装运容器(300)，其特征在于，所述装运容器包括：
-底板(20)，由多个蓄电池模块(11、12、13、14)构成的堆垛(10)能够布置在所述底板上，和
-至少一个垂直于底板(20)并且在堆垛(10)的侧向布置的冷却剂分配板，所述冷却剂分配板具有至少一个冷却循环系统(100、200)，所述冷却循环系统用于借助分配通道将冷却液分配至蓄电池模块(11、12、13、14)的冷却板(16)，其中，所述分配通道构造为开设在冷却剂分配板的材料中的通道。
12.按权利要求11所述的装运容器(300)，其特征在于，所述装运容器还包括:
至少一个布置在冷却剂分配板的面向堆垛(10)的一侧上的作为承载结构的承载板(60)，所述承载板用于固定蓄电池模块(11、12、13、14)。
13.按权利要求12所述的装运容器(300)，其特征在于，
-至少一个承载板(60)能够借助空心螺钉(70)与蓄电池模块(11、12、13、14)的冷却板(16)螺纹连接，并且
-空心螺钉(70)为了与冷却板(16)在流体上相连而突伸入分配通道中。
14.按权利要求11至13之一所述的装运容器(300)，其特征在于，所述至少一个冷却剂分配板包括至少一个第一冷却剂分配板(30)和第二冷却剂分配板(40)，所述第一冷却剂分配板布置在堆垛(10)的第一侧上，所述第二冷却剂分配板布置在与堆垛(10)的第一侧对置的第二侧上。
15.按权利要求11至13之一所述的装运容器(300)，其特征在于，所述蓄电池模块(11、12、13、14)能够金字塔形地堆垛在底板(20)上。
16.一种交通工具，其特征在于，所述交通工具具有至少一个按照权利要求1至10之一所述的能量存储器装置或者按权利要求11至15之一所述的装运容器(300)。
17.按权利要求16所述的交通工具，其特征在于，所述交通工具设计为有轨交通工具。
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