RU2796584C1

RU2796584C1 - Extruded carrier plate for temperature control

Info

Publication number: RU2796584C1
Application number: RU2022119342A
Authority: RU
Inventors: Антон Юрьевич Мухин; Евгений Владимирович Гуськов; Даниил Александрович Косов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Системы автономной энергии"
Filing date: 2022-07-14
Publication date: 2023-05-25

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: group of inventions relate in particular to an extruded support plate for temperature control and its use for temperature control of electrical equipment, such as vehicle batteries. An extruded carrier plate for temperature control contains an upper surface, a lower surface, stiffening elements formed during the extrusion of a metal or an alloy of metals, which are located between the said upper surface and the lower surface, at least one through channel made with the possibility of placing an electric heater in it, at least one through channel made with the possibility of passing a coolant in the form of a fluid medium, and at least one through channel made with the possibility of passing a gaseous coolant in it, where the said stiffening elements form at least a part of the said channels.

EFFECT: ensuring the possibility of operation of the specified plate in a wide range of ambient temperatures due to the presence of heating and combined air/liquid cooling while maintaining the mass and overall dimensions of the specified plate in the minimum possible range.

9 cl, 4 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к области электротехники, в частности, к экструдированной несущей плите для регулирования температуры и её применению для регулирования температуры электротехнического оборудования, такого как аккумуляторные батареи транспортных средств. Настоящее изобретение также относится к несущему теплообменнику, аккумуляторному блоку и транспортному средству, включающим указанную экструдированную несущую плиту.The present invention relates to the field of electrical engineering, in particular to an extruded base plate for temperature control and its use for temperature control of electrical equipment such as vehicle batteries. The present invention also relates to a carrier heat exchanger, a battery pack and a vehicle including said extruded carrier plate.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

В процессе эксплуатации различное электротехническое оборудование выделяет тепло, в основном в результате прохождения тока через проводники (так называемый «омический нагрев» или «джоулево тепло») и вследствие протекания экзотермических химических реакций (например, при эксплуатации аккумуляторных батарей). Зачастую необходимо обеспечить отвод излишков такого тепла, особенно в условиях эксплуатации при высоких температурах окружающей среды. Кроме того, в условиях эксплуатации при низких температурах окружающей среды, особенно при эксплуатации оборудования в периодическом режиме, зачастую необходимо обеспечить подвод тепла для поддержания рабочей температуры оборудования. During operation, various electrical equipment generates heat, mainly as a result of the passage of current through conductors (the so-called "ohmic heating" or "Joule heat") and due to the occurrence of exothermic chemical reactions (for example, during the operation of batteries). It is often necessary to ensure the removal of excess of such heat, especially in operating conditions at high ambient temperatures. In addition, in low ambient operating conditions, especially when equipment is operated intermittently, it is often necessary to provide heat input to maintain the operating temperature of the equipment.

При этом как превышение, так и понижение температуры электротехнического оборудования, выходящее за установленные производителем регламентные режимы эксплуатации, сопровождается неблагоприятными последствиями, такими как ухудшение технических характеристик электротехнического оборудования, сокращение срока службы, снижение эффективности работы электротехнического оборудования и его надёжности, вплоть до выхода оборудования из строя.At the same time, both excess and decrease in the temperature of electrical equipment, which goes beyond the operating modes established by the manufacturer, is accompanied by adverse consequences, such as deterioration in the technical characteristics of electrical equipment, reduced service life, reduced efficiency of electrical equipment and its reliability, up to equipment failure. building.

В частности, при эксплуатации аккумуляторных батарей основными проблемами являются их низкая производительность при нерегламентном понижении температуры, а также пожароопасность и низкая производительность при нерегламентном повышении температуры вследствие теплового разгона. Тепловой разгон – это эффект, при котором происходит повышение температуры электролита, и ток, протекающий через аккумулятор, может расти до значения, приближающегося к току короткого замыкания. Несмотря на то, что тепловой разгон является относительно редким явлением, он может существенно влиять на безопасность эксплуатации аккумуляторной батареи, особенно в транспортных средствах, предназначенных для перевозки людей. In particular, during the operation of batteries, the main problems are their low performance with an irregular temperature drop, as well as fire hazard and low performance with an irregular temperature increase due to thermal runaway. Thermal runaway is an effect in which the temperature of the electrolyte rises and the current flowing through the battery can rise to a value approaching the short circuit current. Although thermal runaway is relatively rare, it can have a significant impact on battery safety, especially in vehicles designed to carry people.

У широко распространённых литий-ионных батарей с последовательно соединёнными ячейками при зарядке в условиях нерегламентно низких или высоких температур возможен дисбаланс элементов в батареях, что связано с разной ёмкостью и скоростью интеркалирования ионов лития в активные материалы каждой ячейки. При этом локальный перегрев или переохлаждение и, как следствие, неравномерное распределение температур по элементам аккумуляторной батареи оказывают дополнительное негативное влияние на длительность и безопасность эксплуатации батареи.In widely used lithium-ion batteries with series-connected cells, when charging at irregularly low or high temperatures, an imbalance of cells in the batteries is possible, which is associated with different capacities and rates of intercalation of lithium ions into the active materials of each cell. In this case, local overheating or hypothermia and, as a result, uneven distribution of temperatures over the cells of the battery have an additional negative impact on the duration and safety of battery operation.

Следует отметить, что обеспечение регламентного теплового режима электротехнического оборудования особенно затруднено по причине расположения плотно упакованных элементов в закрытом корпусе. Тенденции развития в данной области техники отражают стремление конструкторов и проектировщиков к уменьшению массы и габаритов оборудования с одной стороны, и увеличению его производительности с другой. Эти две задачи противоречивы и создают объективные трудности при выборе устройств и способов обеспечения теплового режима существующего и вновь разрабатываемого электротехнического оборудования.It should be noted that ensuring the regulated thermal regime of electrical equipment is especially difficult due to the location of densely packed elements in a closed case. Development trends in this field of technology reflect the desire of designers and designers to reduce the weight and dimensions of equipment, on the one hand, and increase its productivity, on the other. These two tasks are contradictory and create objective difficulties in choosing devices and methods for ensuring the thermal regime of existing and newly developed electrical equipment.

Для того, чтобы обеспечить температуру электротехнического оборудования, близкую к оптимальной, применяются различные технические средства для обеспечения требуемого рабочего теплового режима электротехнического оборудования. In order to ensure that the temperature of electrical equipment is close to optimal, various technical means are used to ensure the required operating thermal conditions of electrical equipment.

В настоящее время используются две основные стратегии охлаждения: воздушное охлаждение и жидкостное охлаждение. В числе преимуществ систем воздушного охлаждения можно упомянуть относительную простоту их реализации. Однако при интенсивном выделении энергии для надлежащего охлаждения требуется высокий объёмный расход воздуха, что приводит к необходимости использования более производительных воздуходувок, которые, как правило, увеличивают массу и потребляют больше энергии. В числе преимуществ жидкостного охлаждения можно упомянуть его компактность и высокую производительность. Однако, поскольку для жидкостного охлаждения зачастую требуется массивный теплообменник и жидкий теплоноситель, такие системы обычно тяжелее по сравнению с воздушным охлаждением. Кроме того, для прокачивания жидкого теплоносителя в системах с жидкостным охлаждением обычно требуется бóльшая мощность насоса, чем для системы с воздушным охлаждением.Two main cooling strategies are currently in use: air-cooled and liquid-cooled. Among the advantages of air-cooled systems, one can mention the relative ease of their implementation. However, when energy is intensive, proper cooling requires a high air volume flow, which leads to the need for more powerful blowers, which tend to increase mass and consume more energy. Among the advantages of liquid cooling are its compactness and high performance. However, since liquid cooling often requires a massive heat exchanger and heat transfer fluid, such systems are usually heavier than air-cooled systems. In addition, liquid-cooled systems typically require more pump power to pump the heat transfer fluid than air-cooled systems.

В документе EP 3157092 А1 от Samsung SDI (KR) описан батарейный модуль для транспортного средства, включающий алюминиевую плиту охлаждения с интегрированными металлическими трубками охлаждения. Для получения указанной плиты охлаждения предварительно отформованные стальные трубки для прохождения теплоносителя размещают в форме для литья и заливают алюминием. EP 3157092 A1 from Samsung SDI (KR) describes a battery module for a vehicle including an aluminum cooling plate with integrated metal cooling tubes. To obtain this cooling plate, preformed steel tubes for passing the coolant are placed in a mold for casting and filled with aluminum.

В документе US 2019288353 A1 описан способ получения плиты охлаждения, включающий экструдирование металлического материала через фильеру с получением охлаждающей плиты для аккумуляторных модулей. Указанная плита охлаждения включает каналы для текучей среды, сформированные в процессе экструзии.US 2019288353 A1 describes a method for producing a cooling plate, which includes extruding a metal material through a die to form a cooling plate for battery modules. Said cooling plate includes fluid channels formed during the extrusion process.

В документе US 2011132580 A1 описано устройство для охлаждения аккумуляторной батареи транспортного средства, полученное экструзией, которое включает каналы для текучей среды.US 2011132580 A1 describes an extruded vehicle battery cooler that includes fluid channels.

В документе WO 2014184419 A1 описана система для корпусирования и регулирования температуры аккумуляторных элементов. Указанная система включает профиль, полученный экструзией алюминия или алюминиевого сплава, который находится в тепловом контакте с аккумуляторными элементами и теплоносителем. WO 2014184419 A1 describes a system for housing and temperature control of battery cells. This system includes a profile obtained by extrusion of aluminum or aluminum alloy, which is in thermal contact with the battery cells and the coolant.

Однако ни одно из описанных выше технических решений не обеспечивает наряду с комбинированным воздушным/жидкостным охлаждением плиты также возможности её подогрева, с сохранением при этом массы и габаритных размеров плиты в минимально возможных пределах.However, none of the technical solutions described above provides, along with combined air/liquid cooling of the plate, the possibility of heating it, while maintaining the mass and overall dimensions of the plate in the minimum possible range.

Таким образом, в области электротехники по-прежнему существует необходимость в создании альтернативных, предпочтительно усовершенствованных средств и способов регулирования температуры электротехнического оборудования. В частности, существует необходимость в обеспечении экструдированной несущей плиты для регулирования температуры, характеризующейся высоким габаритным совершенством, высокой эффективностью подвода/отвода тепла, а также с возможностью выбора подходящего агрегатного состояния теплоносителя.Thus, there is still a need in the field of electrical engineering for alternative, preferably improved, means and methods for controlling the temperature of electrical equipment. In particular, there is a need to provide an extruded temperature control base plate having high dimensional perfection, high heat supply/removal efficiency, and the ability to select a suitable state of aggregation of the heat transfer medium.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION

Указанные технические задачи успешно решены автором настоящего изобретения посредством обеспечения экструдированной несущей плиты согласно первому аспекту настоящего изобретения, предназначенной для регулирования температуры и содержащей верхнюю поверхность, нижнюю поверхность, элементы жёсткости, сформированные в процессе экструзии металла или сплава металлов, которые расположены между указанными верхней поверхностью и нижней поверхностью, по меньшей мере один сквозной канал, выполненный с возможностью размещения в нём электрического нагревателя, и по меньшей мере один сквозной канал, выполненный с возможностью прохождения в нём теплоносителя в форме текучей среды, и по меньшей мере один сквозной канал, выполненный с возможностью прохождения в нём газообразного теплоносителя, где указанные элементы жёсткости формируют по меньшей мере часть указанных каналов.These technical problems have been successfully solved by the inventor of the present invention by providing an extruded base plate according to the first aspect of the present invention, designed for temperature control and containing a top surface, a bottom surface, stiffeners formed during the extrusion of a metal or metal alloy, which are located between the specified top surface and bottom surface, at least one through channel configured to accommodate an electric heater in it, and at least one through channel configured to pass a coolant in the form of a fluid medium in it, and at least one through channel configured to passage of a gaseous coolant in it, where said stiffeners form at least a part of said channels.

Автором настоящего изобретения было установлено, что указанная плита обеспечивает возможность достижения основного технического результата, заключающегося в обеспечении возможности эксплуатации указанной плиты в широком диапазоне температур окружающей среды за счёт наличия подогрева и комбинированного воздушного/жидкостного охлаждения с одновременным сохранением массы и габаритных размеров указанной плиты в минимально возможных пределах.The author of the present invention found that the specified plate provides the ability to achieve the main technical result, which consists in enabling the operation of the specified plate in a wide range of ambient temperatures due to the presence of heating and combined air/liquid cooling while maintaining the weight and overall dimensions of the specified plate in a minimum possible limits.

В одном из предпочтительных вариантов реализации настоящее изобретение относится к экструдированной несущей плите как определено выше, которая дополнительно содержит по меньшей мере один сквозной канал, выполненный с возможностью размещения электропроводки. In one preferred embodiment, the present invention relates to an extruded carrier board as defined above, which further comprises at least one through passage configured to accommodate electrical wiring.

В ещё одном из предпочтительных вариантов реализации настоящее изобретение относится к экструдированной несущей плите как определено выше, в которой по меньшей мере часть из указанных элементов жёсткости формирует ферменную конструкцию.In yet another preferred embodiment, the present invention relates to an extruded carrier board as defined above, wherein at least a portion of said stiffeners forms a truss structure.

В ещё одном из предпочтительных вариантов реализации настоящее изобретение относится к экструдированной несущей плите как определено выше, в которой указанная ферменная конструкция формирует по меньшей мере часть по меньшей мере одного сквозного канала, выполненного с возможностью прохождения в нём газообразного теплоносителя.In yet another preferred embodiment, the present invention relates to an extruded base plate as defined above, in which said truss structure forms at least a portion of at least one through channel configured to pass a gaseous heat carrier therein.

Согласно второму аспекту настоящее изобретение относится к несущему теплообменнику, содержащему по меньшей мере две экструдированные несущих плиты как определено выше, соединённые встык по существу параллельно друг другу.According to a second aspect, the present invention relates to a carrier heat exchanger comprising at least two extruded carrier plates as defined above butted together substantially parallel to each other.

Согласно третьему аспекту настоящее изобретение относится к аккумуляторному блоку, содержащему экструдированную несущую плиту как определено выше или несущий теплообменник как определено выше и электротехническое оборудование, где указанные плита или теплообменник соединены с указанным электротехническим оборудованием с возможностью осуществления между ними теплового контакта.According to a third aspect, the present invention relates to a battery pack comprising an extruded carrier plate as defined above or a carrier heat exchanger as defined above and electrical equipment, wherein said plate or heat exchanger is connected to said electrical equipment in thermal contact.

В одном из предпочтительных вариантов реализации настоящее изобретение относится к аккумуляторному блоку как определено выше, в котором указанное электротехническое оборудование представляет собой источник тока, выбранный из группы, включающей гальванические элементы, электрические аккумуляторы, топливные элементы, ионисторы или любую их комбинацию. Предпочтительно, указанный источник тока представляет собой электрический аккумулятор. Более предпочтительно, указанный источник тока представляет собой призматический литий-никель-марганец-кобальт-оксидный (NMC) электрический аккумулятор.In one preferred embodiment, the present invention relates to a battery pack as defined above, wherein said electrical equipment is a current source selected from the group consisting of electrochemical cells, electric batteries, fuel cells, supercapacitors, or any combination thereof. Preferably, said current source is an electric battery. More preferably, said current source is a prismatic lithium nickel manganese cobalt oxide (NMC) electric battery.

Согласно четвёртому аспекту настоящее изобретение относится к транспортному средству, содержащему указанный аккумуляторный блок или указанный теплообменник или указанный аккумуляторный блок как определено выше.According to a fourth aspect, the present invention relates to a vehicle comprising said battery pack or said heat exchanger or said battery pack as defined above.

В одном из предпочтительных вариантов реализации настоящее изобретение относится к транспортному средству как определено выше, которое выбрано из группы, включающей электротранспорт, гибридное транспортное средство и транспортное средство с электромеханической трансмиссией. Предпочтительно указанное транспортное средство представляет собой электромобиль, трамвай, троллейбус или электробус.In one preferred embodiment, the present invention relates to a vehicle as defined above, which is selected from the group consisting of an electric vehicle, a hybrid vehicle, and an electromechanical transmission vehicle. Preferably said vehicle is an electric car, tram, trolleybus or electric bus.

Ниже в разделе «Подробное описание» описаны различные варианты реализации настоящего изобретения. При этом следует понимать, что любой из признаков указанных конкретных вариантов реализации настоящего изобретения может относиться к любому другому аспекту изобретения. Предполагается, что слово «содержащий» означает «включающий», но не обязательно означает «состоящий из» или «выполненный из». Другими словами, перечисленные стадии или варианты не обязательно должны быть исчерпывающими. Под термином «около» согласно настоящему описанию понимают набор числовых значений в диапазоне ±10% от указанной величины, связанный с возможными погрешностями изменений. Следует отметить, что примеры, приведённые в описании ниже, предназначены для пояснения настоящего изобретения и не предназначены для ограничения настоящего изобретения указанными примерами как таковыми. The Detailed Description section below describes various embodiments of the present invention. It should be understood that any of the features of these specific embodiments of the present invention may apply to any other aspect of the invention. The word "comprising" is intended to mean "including", but does not necessarily mean "consisting of" or "made of". In other words, the listed steps or options need not be exhaustive. The term "about" according to the present description means a set of numerical values in the range of ±10% of the specified value, associated with possible errors in the changes. It should be noted that the examples given in the description below are intended to illustrate the present invention and are not intended to limit the present invention to these examples as such.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На фигуре 1 представлено схематическое изображение поперечного разреза экструдированной несущей плиты с подогревом и комбинированным воздушным/жидкостным охлаждением в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.Figure 1 is a schematic cross-sectional view of an extruded base plate with heating and combined air/liquid cooling in accordance with one embodiment of the present invention.

На фигуре 2 представлено изображение вида сбоку на один из вариантов осуществления аккумуляторного блока с подогревом и жидкостным охлаждением, включающего экструдированную несущую плиту по настоящему изобретению.Figure 2 is a side view of one embodiment of a heated and liquid-cooled battery pack incorporating an extruded base plate of the present invention.

На фигуре 3 представлено изображение одного из вариантов осуществления аккумуляторного блока с подогревом и жидкостным охлаждением, включающего экструдированную несущую плиту по настоящему изобретению.Figure 3 is an illustration of one embodiment of a heated and liquid-cooled battery pack incorporating an extruded base plate of the present invention.

На фигуре 4 представлена блок-схема системы регулирования температуры по настоящему изобретению.Figure 4 is a block diagram of the temperature control system of the present invention.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

Плита Plate

Под термином «плита» согласно настоящему описанию понимают плоский конструктивный элемент (устройство), выполняющий несущие, ограждающие, теплотехнические, электроизоляционные, звукоизоляционные и иные функции, или совмещающий одну или более указанных функций. В частности, экструдированную несущую плиту по настоящему изобретению можно рассматривать как улучшенное устройство, известное в уровне техники под названием «охлаждаемая плита», «плита охлаждения» или «холодный стол» (англ. «cold plate»). При этом экструдированная несущая плита по настоящему изобретению предназначена для регулирования температуры, то есть обеспечивает подвод тепла (нагрев, подогрев) и отвод тепла (охлаждение) как непосредственно от плиты, так и различного оборудования, с которым указанная плита находится в тепловом контакте. The term "slab" according to the present description is understood as a flat structural element (device) that performs load-bearing, enclosing, heat engineering, electrical insulating, soundproofing and other functions, or combining one or more of these functions. In particular, the extruded carrier plate of the present invention can be considered as an improved device known in the art under the name "cold plate", "cooling plate" or "cold plate" (English "cold plate"). At the same time, the extruded carrier plate according to the present invention is intended for temperature control, that is, it provides heat input (heating, heating) and heat removal (cooling) both directly from the plate and various equipment with which the specified plate is in thermal contact.

Хотя экструдированная несущая плита по настоящему изобретению подходит для регулирования температуры любых устройств и оборудования, нуждающихся в таком регулировании и приведённых в тепловой контакт с указанной плитой, предпочтительно, указанное оборудование представляет собой электротехническое оборудование. Под термином «электротехническое оборудование», «электрооборудование» или «электрическое оборудование» согласно настоящему описанию понимают совокупность устройств (источники тока, электромашины, электроаппараты, кабельно-проводниковые изделия и тому подобное), предназначенных для производства, распределения, передачи и потребления электроэнергии, в основу работы которых положены принципы электротехники. Указанное электротехническое оборудование может относиться к любой области техники, предпочтительно указанное электротехническое оборудование относится к электрооборудованию наземных транспортных средств, авиационному электрооборудованию, судовому электрооборудованию, рудничному электрооборудованию, общепромышленному электрооборудованию, электрооборудованию электрических сетей и бытовому электрооборудованию.Although the extruded carrier board of the present invention is suitable for controlling the temperature of any devices and equipment in need of such regulation and brought into thermal contact with said plate, said equipment is preferably electrical equipment. The term "electrical equipment", "electrical equipment" or "electrical equipment" according to the present description means a set of devices (power sources, electric machines, electric devices, cable and wire products, etc.) intended for the production, distribution, transmission and consumption of electricity, in which are based on the principles of electrical engineering. Said electrical equipment may refer to any field of technology, preferably said electrical equipment refers to electrical equipment of land vehicles, aircraft electrical equipment, marine electrical equipment, mining electrical equipment, general industrial electrical equipment, electrical network electrical equipment and household electrical equipment.

Электротехническое оборудование по настоящему изобретению предпочтительно представляет собой источник тока, выбранный из группы, включающей гальванические элементы, электрические аккумуляторы, топливные элементы, ионисторы или любую их комбинацию. Указанных источников тока может быть один или более. Указанные источники тока могут быть соединены последовательно или параллельно. Предпочтительно, электротехническое оборудование по настоящему изобретению представляет собой электрический аккумулятор. Под термином «электрический аккумулятор» или «аккумулятор» согласно настоящему описанию понимают вторичный химический источник тока многоразового действия, который может быть вновь заряжен после разряда, применяемый для циклического накопления энергии (заряд-разряд) и автономного электропитания различных электротехнических устройств и оборудования, а также для обеспечения резервных источников энергии в медицине, производстве, транспорте и в других сферах. Как правило, электрический аккумулятор включает узел электродов, включающий положительный электрод, отрицательный электрод и сепаратор, расположенный между указанными положительным и отрицательным электродами, а также корпус, в котором размещён указанный узел электродов, и клеммы, электрически соединённые с указанным узлом электродов. Корпус электрического аккумулятора может иметь цилиндрическую или прямоугольную форму в зависимости от цели использования и назначения аккумуляторной батареи. Предпочтительно, электротехническое оборудование по настоящему изобретению представляет собой призматический литий-никель-марганец-кобальт-оксидный (NMC) электрический аккумулятор.The electrical equipment of the present invention is preferably a current source selected from the group consisting of galvanic cells, electric batteries, fuel cells, ionistors, or any combination thereof. These current sources may be one or more. These current sources can be connected in series or in parallel. Preferably, the electrical equipment of the present invention is an electric battery. The term "electric accumulator" or "battery" according to the present description means a reusable secondary chemical current source that can be re-charged after a discharge, used for cyclic energy storage (charge-discharge) and autonomous power supply of various electrical devices and equipment, as well as to provide backup energy sources in medicine, manufacturing, transport and other areas. Typically, an electric battery includes an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator located between said positive and negative electrodes, as well as a housing housing said electrode assembly, and terminals electrically connected to said electrode assembly. The body of an electric battery can be cylindrical or rectangular, depending on the purpose of use and purpose of the battery. Preferably, the electrical equipment of the present invention is a prismatic lithium nickel manganese cobalt oxide (NMC) electric battery.

Экструдированная несущая плита по настоящему изобретению обеспечивает повышение параметра средней наработки на отказ электротехнического оборудования, приведённого в тепловой контакт с указанной плитой, посредством обеспечения температуры эксплуатации указанного оборудования в рамках установленных регламентных диапазонов. The extruded base plate of the present invention provides an increase in the mean time between failures of electrical equipment brought into thermal contact with the specified plate, by ensuring the operating temperature of the specified equipment within the established regulatory ranges.

Плита по настоящему изобретению является экструдированной, то есть получена технологическим процессом экструзии. Под термином «экструзия» согласно настоящему описанию понимают технологию получения изделий путём продавливания вязкого расплава металла или сплава металлов через формующее отверстие в экструзионной головке (фильере). Далее полученная плита может быть обработана любым подходящим способом, например, отшлифована или фрезерована, в зависимости от целей и задач конкретного варианта реализации изобретения. Корпус (тело) плиты по настоящему изобретению экструдируют из любого подходящего материала, в частности из металла или сплава металлов. Предпочтительно, корпус плиты по настоящему изобретению экструдируют из алюминия, магния или их сплавов, ещё более предпочтительно, указанный корпус плиты экструдируют из сплава алюминия. Экструдированная из металла или сплава металлов плита по настоящему изобретению обладает высокой теплопроводностью для эффективной передачи тепла, проста в сборке и обеспечивает высокую механическую прочность и жёсткость, что позволяет указанной плите нести нагрузку от размещённого на ней электротехнического оборудования и обеспечивает защиту указанного оборудования от механических воздействий, возникающих в процессе его эксплуатации, например, таких как деформация корпуса, удары или проколы, что особенно важно при эксплуатации энергонасыщенного оборудования, такого как аккумуляторные батареи. Экструдированная несущая плита по настоящему изобретению водонепроницаема и может представлять собой или составлять часть водозащитной преграды, такой как перегородка, перекрытие, стена и подобные. Экструдированная несущая плита по настоящему изобретению огнеупорна и может представлять собой или составлять часть противопожарной преграды, такой как перегородка, перекрытие, стена и подобные. Размеры экструдированной плиты по настоящему изобретению могут быть легко масштабированы. Также экструдированная несущая плита по настоящему изобретению проста в сборке и более надёжна, поскольку за счёт монолитной конструкции позволяет отказаться от трубок для теплоносителя и устройств для их прикрепления к плите охлаждения, а также свободна от сварных швов, подверженных растрескиванию вследствие механического и/или теплового напряжения. The board of the present invention is extruded, i.e. produced by an extrusion process. The term "extrusion" according to the present description is understood as a technology for producing products by forcing a viscous melt of a metal or metal alloy through a forming hole in an extrusion head (die). Further, the resulting plate can be processed in any suitable way, for example, ground or milled, depending on the goals and objectives of a particular embodiment of the invention. The body (body) of the plate according to the present invention is extruded from any suitable material, in particular from a metal or metal alloy. Preferably, the plate body of the present invention is extruded from aluminum, magnesium or their alloys, even more preferably, said plate body is extruded from an aluminum alloy. Extruded from a metal or metal alloy, the plate of the present invention has high thermal conductivity for efficient heat transfer, is easy to assemble, and provides high mechanical strength and rigidity, which allows said plate to bear the load of electrical equipment placed on it and provides protection of said equipment from mechanical influences, arising during its operation, for example, such as deformation of the case, shocks or punctures, which is especially important when operating energy-rich equipment, such as batteries. The extruded carrier board of the present invention is waterproof, and may be or form part of a water barrier such as a partition, ceiling, wall, and the like. The extruded carrier board of the present invention is fireproof and may be or form part of a fire barrier such as a partition, ceiling, wall, and the like. The dimensions of the extruded board of the present invention can be easily scaled. Also, the extruded base plate of the present invention is easy to assemble and more reliable, because due to the monolithic design it eliminates the heating medium tubes and devices for attaching them to the cooling plate, and is also free from welds subject to cracking due to mechanical and / or thermal stress .

Предпочтительно, верхняя и/или нижняя поверхность экструдированной несущей плиты по настоящему изобретению выполнена с возможностью осуществления теплового контакта с электротехническим оборудованием, в частности, может включать теплопроводную прокладку, более предпочтительно, указанная верхняя и/или нижняя поверхность может включать теплопроводную электроизолирующую прокладку. При этом экструдированная несущая плита по настоящему изобретению предпочтительно свободна от каких-либо дополнительных теплообменных элементов конструкции, что обеспечивает дополнительное упрощение сборки, а также дополнительное снижение массы и габаритных размеров плиты. Preferably, the top and/or bottom surface of the extruded carrier board of the present invention is configured to make thermal contact with electrical equipment, in particular, may include a thermally conductive pad, more preferably, said top and/or bottom surface may include a thermally conductive, electrically insulating pad. At the same time, the extruded carrier board of the present invention is preferably free of any additional heat exchange structural elements, which provides additional simplification of assembly, as well as an additional reduction in the weight and overall dimensions of the plate.

Экструдированная плита по настоящему изобретению является несущей, то есть как таковая обеспечивает прочность, жёсткость и устойчивость конструкции, а также способна выдерживать дополнительные нагрузки, например, массу оборудования, с которым указанная плита приведена в тепловой контакт, и иные нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации.The extruded board of the present invention is load-bearing, that is, as such, provides strength, rigidity and stability of the structure, and is also able to withstand additional loads, for example, the mass of equipment with which the specified board is brought into thermal contact, and other loads that occur during operation.

На фигуре 1 показано поперечное сечение корпуса экструдированной несущей плиты по настоящему изобретению, который содержит верхнюю поверхность (1), нижнюю поверхность (2), и расположенные между указанными верхней и нижней поверхностями элементы жёсткости (3), сформированные в процессе экструзии. Указанные элементы жёсткости воспринимают и распределяют нагрузки, при этом по меньшей мере часть из указанных элементов жёсткости предпочтительно формирует ферменную конструкцию (ферменную структуру, ферму). Такая конструкция обеспечивает экструдированной несущей плите по настоящему изобретению высокое массовое совершенство при сохранении эффективности теплообмена, что особенно важно для применения указанной плиты в транспортных средствах. Хотя экструдированная несущая плита по настоящему изобретению может содержать дополнительные несущие/усиливающие элементы конструкции, предпочтительно указанная плита свободна от каких-либо дополнительных несущих/усиливающих элементов конструкции, что обеспечивает дополнительное упрощение конструкции, а также дополнительное снижение массы и габаритных размеров плиты.The figure 1 shows a cross-section of the body of the extruded carrier plate according to the present invention, which contains the upper surface (1), the lower surface (2), and the stiffening elements (3) located between the said upper and lower surfaces, formed during the extrusion process. Said stiffening elements perceive and distribute loads, while at least a part of said stiffening elements preferably forms a truss structure (truss structure, truss). This design provides the extruded base plate of the present invention with high mass perfection while maintaining heat transfer efficiency, which is especially important for the use of this plate in vehicles. While the extruded baseboard of the present invention may contain additional structural/reinforcing elements, preferably said board is free of any additional structural/reinforcing elements, further simplifying the structure and further reducing the weight and overall dimensions of the board.

Элементы жёсткости по настоящему изобретению формируют по меньшей мере часть каналов, предпочтительно проходящих насквозь вдоль продольной плоскости плиты и по существу параллельно друг другу. Размеры указанных элементов жёсткости могут быть подобраны специалистом в данной области техники в зависимости от целей и задач конкретного варианта реализации изобретения. Оставшуюся часть стенок указанных каналов могут формировать сплошные части корпуса экструдированной несущей плиты по настоящему изобретению, а именно его поверхности (верхняя, нижняя, правая и левая). Указанные каналы обеспечивают прохождение (пропускание) теплоносителя по всей длине корпуса плиты для равномерного подвода и/или отвода тепла от него и находящегося с ним в тепловом контакте электротехнического оборудования. Такая конструкция обеспечивает равномерное распределение тепловой нагрузки по всей поверхности экструдированной несущей плиты по настоящему изобретению и позволяет избежать зон локального перегрева/переохлаждения, что обеспечивает соблюдение регламентного температурного режима электротехнического оборудования, находящегося в тепловом контакте с указанной плитой, и снижает потери ёмкости при балансировке элементов аккумуляторных батарей. Дополнительно, указанные каналы не занимают дополнительного места и защищены корпусом указанной плиты от внешних механических воздействий, таких как давление или удары. The stiffeners of the present invention form at least part of the channels, preferably passing through along the longitudinal plane of the plate and essentially parallel to each other. The dimensions of these stiffening elements can be selected by a person skilled in the art, depending on the goals and objectives of a particular embodiment of the invention. The remaining part of the walls of said channels may be formed by solid parts of the body of the extruded base plate according to the present invention, namely its surfaces (upper, lower, right and left). These channels ensure the passage (passage) of the coolant along the entire length of the plate body for uniform supply and/or removal of heat from it and electrical equipment in thermal contact with it. This design ensures uniform distribution of the heat load over the entire surface of the extruded carrier plate according to the present invention and avoids zones of local overheating / overcooling, which ensures compliance with the regulated temperature regime of electrical equipment that is in thermal contact with the specified plate, and reduces capacity losses when balancing battery cells. batteries. Additionally, these channels do not take up additional space and are protected by the body of the specified plate from external mechanical influences, such as pressure or shock.

При этом хотя экструдированная несущая плита по настоящему изобретению может включать дополнительные элементы конструкции, формирующие стенки или поверхность указанных каналов, например, такие как защитные покрытия стенок указанных каналов или размещённые в указанных каналах трубки/воздуховоды меньшего диаметра для прохождения в них теплоносителя, предпочтительно, указанная плита свободна от каких-либо дополнительных элементов конструкции, формирующих каналы. Такая конструкция обеспечивает дополнительное упрощение сборки, надёжность, а также снижение массы экструдированной несущей плиты по настоящему изобретению.At the same time, although the extruded carrier plate of the present invention may include additional structural elements that form the walls or surface of these channels, for example, such as protective coatings of the walls of these channels or tubes / air ducts of smaller diameter placed in these channels for passing a coolant into them, preferably, the specified the slab is free from any additional structural elements that form channels. This design provides additional ease of assembly, reliability, and weight reduction of the extruded carrier board of the present invention.

Сечение указанных каналов может быть подобрано в зависимости от целей и задач конкретного варианта реализации настоящего изобретения. В частности, поперечное сечение канала, выполненного с возможностью прохождения в нём теплоносителя в форме текучей среды, предпочтительно выполняют в форме полукруга или круга. Такая конструкция позволяет увеличить внутреннее давление прокачки теплоносителя в форме текучей среды в указанном канале, что обеспечивает повышение эффективности передачи тепла. Далее, поперечное сечение канала, выполненного с возможностью прохождения в нём газообразного теплоносителя, может быть выполнено в форме треугольника или трапеции. Такая конструкция обеспечивает бóльшую площадь контакта теплоносителя со стенками канала в экструдированной несущей плите по настоящему изобретению, что обеспечивает повышение эффективности передачи тепла.The cross section of these channels can be selected depending on the goals and objectives of a particular embodiment of the present invention. In particular, the cross-section of the channel, which is made with the possibility of passing a heat carrier in the form of a fluid medium, is preferably made in the form of a semicircle or a circle. Such a design allows increasing the internal pressure of pumping the coolant in the form of a fluid in the specified channel, which improves the efficiency of heat transfer. Further, the cross section of the channel, made with the possibility of passing a gaseous coolant in it, can be made in the form of a triangle or a trapezoid. This design provides a larger area of contact between the heat transfer medium and the channel walls in the extruded base plate of the present invention, which improves the efficiency of heat transfer.

Экструдированная несущая плита по изобретению наряду с облегчёнными участками, включающими каналы и элементы жёсткости, может дополнительно включать сплошные (полнотелые) участки с целью улучшения механической прочности и жёсткости указанной плиты. Указанные сплошные участки дополнительно могут включать каналы, в частности такие как раскрыты в настоящем описании, или полости, предназначенные, в частности, для облегчения конструкции, теплоизоляции отдельных участков или для звукоизоляции.The extruded base plate according to the invention, along with lightweight sections, including channels and stiffening elements, may additionally include solid (solid) sections in order to improve the mechanical strength and rigidity of the specified plate. Said continuous sections may additionally include channels, in particular as disclosed in the present description, or cavities, intended, in particular, to facilitate construction, thermal insulation of individual sections or for sound insulation.

Под термином «теплоноситель» согласно настоящему описанию понимают движущуюся среду, применяемую для передачи тепла от более нагретого тела к менее нагретому. Экструдированная несущая плита по настоящему изобретению позволяет осуществлять нагрев и/или охлаждение как посредством теплоносителя в форме текучей среды, так и газообразного теплоносителя, и также позволяет осуществлять нагрев и/или охлаждение посредством комбинированного охлаждения посредством теплоносителя в форме текучей среды и газообразного теплоносителя. Хотя указанный теплоноситель может быть предназначен для подвода и отвода тепла как непосредственно от экструдированной несущей плиты по настоящему изобретению, так и от электротехнического оборудования, приведённого в тепловой контакт с указанной плитой, предпочтительно, теплоноситель по настоящему изобретению предназначен для охлаждения, то есть для отвода тепла. Такие теплоносители, предназначенные для отвода тепла, также известны как «хладагенты». Теплоноситель по настоящему изобретению представляет собой любую подходящую текучую среду (например, жидкость или гель) или газ, такую как вода, гликоли и их водные растворы, бишофит, нефтяные масла, расплавы металлов (Sn, Pb, Na, К), воздух, азот (в том числе жидкий), фреоны. The term "coolant" as used herein refers to a moving medium used to transfer heat from a hotter body to a cooler one. The extruded base plate of the present invention allows heating and/or cooling with both a heat transfer fluid and a gaseous heat transfer agent, and also allows heating and/or cooling through combined cooling with a heat transfer fluid and a gaseous heat transfer agent. Although said heat transfer medium may be designed to supply and remove heat both directly from the extruded base plate of the present invention, and from electrical equipment brought into thermal contact with said plate, preferably, the heat transfer medium of the present invention is designed for cooling, i.e. for removing heat. . These heat transfer fluids are also known as "refrigerants". The heat transfer medium of the present invention is any suitable fluid (e.g. liquid or gel) or gas such as water, glycols and their aqueous solutions, bischofite, petroleum oils, molten metals (Sn, Pb, Na, K), air, nitrogen (including liquid), freons.

Указанные теплоносители в форме текучей среды или газообразные теплоносители для передачи тепла проходят сквозь корпус экструдированной несущей плиты по настоящему изобретению по сквозным каналам, выполненным с возможностью прохождения в них газообразного теплоносителя или теплоносителя в форме текучей среды, соответственно. При этом в зависимости от целей и задач конкретного варианта реализации настоящего изобретения для прохождения теплоносителя может быть использован только по меньшей мере один сквозной канал, выполненный с возможностью прохождения в нём теплоносителя в форме текучей среды, или только по меньшей мере один сквозной канал, выполненный с возможностью прохождения в нём газообразного теплоносителя, или оба указанных канала, параллельно или последовательно, или в произвольном порядке. Например, при необходимости отвода небольшого количества тепла для прокачки теплоносителя может быть задействован сначала по меньшей мере один сквозной канал, выполненный с возможностью прохождения в нём газообразного теплоносителя, и далее при необходимости отвода бóльшего количества тепла может быть задействован по меньшей мере один сквозной канал, выполненный с возможностью прохождения в нём теплоносителя в форме текучей среды, или оба указанных канала одновременно при максимальной тепловой нагрузке.Said heat transfer fluids or gaseous heat transfer media pass through the body of the extruded base plate of the present invention through through channels configured to pass gaseous heat transfer media or heat transfer fluid in the form of a fluid, respectively. At the same time, depending on the goals and objectives of a particular embodiment of the present invention, for the passage of the coolant, only at least one through channel can be used, made with the possibility of passing the coolant in the form of a fluid, or only at least one through channel, made with the possibility of passing a gaseous coolant in it, or both of these channels, in parallel or in series, or in any order. For example, if it is necessary to remove a small amount of heat for pumping the coolant, at first at least one through channel can be used, made with the possibility of passing a gaseous coolant in it, and then, if it is necessary to remove a larger amount of heat, at least one through channel can be used, made with the possibility of passing in it a coolant in the form of a fluid medium, or both of these channels simultaneously at maximum thermal load.

Таким образом, экструдированная несущая плита по настоящему изобретению наряду со снижением массы и габаритных размеров обеспечивает возможность равномерного подвода и/или отвода тепла, а также обеспечивает возможность выбора подходящего агрегатного состояния теплоносителя в зависимости от целей и задач конкретной реализации настоящего изобретения. Дополнительно, за счёт способности заявленного по меньшей мере одного сквозного канала выдерживать высокое внутреннее давление, экструдированная несущая плита по настоящему изобретению обеспечивает возможность охлаждения непосредственно газообразным хладагентом под высоким давлением, без необходимости применения дополнительных холодильных установок (чиллеров).Thus, the extruded carrier plate according to the present invention, along with a reduction in weight and overall dimensions, provides the possibility of a uniform supply and / or removal of heat, and also provides the ability to select a suitable state of aggregation of the coolant, depending on the goals and objectives of a specific implementation of the present invention. Additionally, due to the ability of the inventive at least one through channel to withstand high internal pressure, the extruded base plate of the present invention allows cooling directly with a high pressure gaseous refrigerant, without the need for additional refrigeration units (chillers).

Экструдированная несущая плита по настоящему изобретению включает по меньшей мере один сквозной канал, выполненный с возможностью размещения (прохождения) в нём средств, нагреваемых электричеством, таки как электрический нагреватель. Под термином «электрический нагреватель» согласно настоящему описанию понимают устройство, преобразующее электрическую энергию в тепловую. Электрический нагреватель по настоящему изобретению представляет собой любой подходящий электрический нагреватель, например, такой как трубчатый электронагреватель (ТЭН) или греющий кабель. Предпочтительно, указанный электрический нагреватель представляет собой греющий кабель, такой как резистивный, секционный (зональный) или саморегулируемый греющий кабель. Электрический нагреватель по настоящему изобретению расположен в корпусе экструдированной несущей плиты в по меньшей мере одном канале, выполненном с возможностью подвода тепла электрическим нагревателем, и предназначен для подогрева указанной плиты и электротехнического оборудования, находящегося в тепловом контакте с указанной плитой. Таким образом, экструдированная несущая плита по настоящему изобретению обеспечивает расширение диапазона температур окружающей среды, при котором становится возможным эксплуатация электротехнического оборудования, приведённого в тепловой контакт с указанной плитой.The extruded carrier board of the present invention includes at least one through passage configured to accommodate (pass through) electrically heated means such as an electric heater. The term "electric heater" according to the present description means a device that converts electrical energy into heat. The electrical heater of the present invention is any suitable electrical heater such as, for example, a tubular electric heater (TEH) or a heating cable. Preferably, said electrical heater is a heating cable, such as a resistance, sectional (zonal) or self-regulating heating cable. The electric heater according to the present invention is located in the body of the extruded carrier plate in at least one channel, configured to supply heat by the electric heater, and is designed to heat said plate and electrical equipment in thermal contact with said plate. Thus, the extruded carrier board of the present invention provides an extension of the range of ambient temperatures in which it becomes possible to operate electrical equipment brought into thermal contact with the specified plate.

Более подробно, с помощью указанного электрического нагревателя можно поддерживать температуру экструдированной несущей плиты по настоящему изобретению, а также электротехнического оборудования, приведённого в тепловой контакт с указанной плитой, внутри оптимального диапазона эксплуатационных температур, например, при эксплуатации в зимнее время, особенно при эксплуатации указанного электротехнического оборудования в зимнее время в периодическом режиме. При этом электрический нагреватель, расположенный в канале продольно по всей длине указанной плиты, позволяет равномерно прогревать весь корпус указанной плиты и находящееся с ним в тепловом контакте электротехническое оборудование, что особенно важно для балансировки элементов аккумуляторных батарей. Дополнительно, указанный электрический нагреватель не занимает дополнительного места и защищён корпусом указанной плиты от механических воздействий, таких как перетирание или удары.In more detail, with said electrical heater, it is possible to maintain the temperature of the extruded carrier plate of the present invention, as well as the electrical equipment brought into thermal contact with said plate, within the optimum operating temperature range, for example, during winter operation, especially when operating said electrical equipment. equipment in the winter in a periodic mode. At the same time, the electric heater located in the channel longitudinally along the entire length of the specified plate allows uniform heating of the entire body of the specified plate and electrical equipment in thermal contact with it, which is especially important for balancing battery cells. Additionally, said electric heater does not take up additional space and is protected by said plate body from mechanical influences such as chafing or impacts.

Экструдированная несущая плита по настоящему изобретению дополнительно может включать по меньшей мере один сквозной канал, выполненный с возможностью размещения электропроводки. Под термином «электропроводка» или «проводка» согласно настоящему описанию понимают электротехническое изделие или устройство, служащее для соединения источника электрического тока с потребителем, компонентами электрической схемы, в частности провод или кабель. Электропроводка по настоящему изобретению расположена в корпусе экструдированной несущей плиты по настоящему изобретению в по меньшей мере одном канале, выполненном с возможностью размещения электропроводки, и предназначена для соединения электротехнического оборудования, расположенного на указанной плите или рядом с ней, с источником электрического тока и устройством управления. Указанная электропроводка предпочтительно представляет собой низковольтную (слаботочную) проводку, использование которой позволяет выполнять контроль и управление электротехническим оборудованием, которое находится в тепловом контакте с экструдированной несущей плитой по настоящему изобретению. Таким образом, экструдированная несущая плита по настоящему изобретению обеспечивает экономию пространства и защищает указанную электропроводку от механических воздействий, таких как перетирание или удары, что особенно важно для обеспечения безопасной эксплуатации энергонасыщенного оборудования, такого как аккумуляторные батареи.The extruded carrier board of the present invention may further include at least one through passage configured to accommodate electrical wiring. The term "wiring" or "wiring" according to the present description is understood as an electrical product or device that serves to connect an electric current source to a consumer, components of an electrical circuit, in particular a wire or cable. The electrical wiring according to the present invention is located in the body of the extruded carrier plate according to the present invention in at least one channel, made with the possibility of accommodating electrical wiring, and is designed to connect electrical equipment located on or near the specified plate, with an electric current source and a control device. Said electrical wiring is preferably a low voltage (low current) wiring, the use of which allows monitoring and control of electrical equipment that is in thermal contact with the extruded base plate of the present invention. Thus, the extruded carrier plate of the present invention saves space and protects said electrical wiring from mechanical stress such as abrasion or shock, which is especially important for ensuring the safe operation of energy-dense equipment such as batteries.

На фигуре 1 приведён один из предпочтительных вариантов осуществления экструдированной несущей плиты по настоящему изобретению. Более подробно, на указанной фигуре представлено схематическое изображение поперечного разреза экструдированной несущей плиты по настоящему изобретению, включающей верхнюю поверхность (1), нижнюю поверхность (2), элементы жёсткости (3), сформированные в процессе экструзии сплава металлов и расположенные между указанными верхней поверхностью и нижней поверхностью, сквозные каналы (4), выполненные с возможностью подвода тепла греющим кабелем, сквозные каналы (5), выполненные с возможностью прохождения антифриза, сквозные каналы (6), выполненные с возможностью прохождения воздуха, сквозные каналы (7) для установки электропроводки.The figure 1 shows one of the preferred embodiments of the extruded carrier board according to the present invention. In more detail, this figure shows a schematic representation of a cross section of an extruded carrier plate according to the present invention, including the upper surface (1), the lower surface (2), stiffeners (3) formed during the extrusion of a metal alloy and located between the specified upper surface and bottom surface, through channels (4), made with the possibility of supplying heat by a heating cable, through channels (5), made with the possibility of passing antifreeze, through channels (6), made with the possibility of passing air, through channels (7) for installing electrical wiring.

Экструдированная несущая плита по настоящему изобретению за счёт комбинирования возможности применения теплоносителей, находящихся в различных агрегатных состояниях, с дополнительным электрическим подогревом обеспечивает возможность эксплуатации оборудования в широком диапазоне температур окружающей среды с одновременным сохранением массы и габаритных размеров в минимально возможных пределах.The extruded carrier plate according to the present invention, by combining the possibility of using heat carriers in various states of aggregation, with additional electrical heating, makes it possible to operate the equipment in a wide range of ambient temperatures while maintaining weight and overall dimensions within the minimum possible limits.

Таким образом, согласно одному из аспектов настоящего изобретения обеспечена экструдированная несущая плита, содержащая верхнюю поверхность, нижнюю поверхность, элементы жёсткости, сформированные в процессе экструзии металла или сплава металлов, которые расположены между указанными верхней поверхностью и нижней поверхностью, по меньшей мере один сквозной канал, выполненный с возможностью подвода тепла электрическим нагревателем, и по меньшей мере один сквозной канал, выполненный с возможностью прохождения в нём теплоносителя в форме текучей среды, и по меньшей мере один сквозной канал, выполненный с возможностью прохождения в нём газообразного теплоносителя, где указанные элементы жёсткости формируют по меньшей мере часть указанных каналов.Thus, according to one aspect of the present invention, an extruded carrier board is provided, comprising a top surface, a bottom surface, stiffeners formed during the extrusion of a metal or metal alloy, which are located between said top surface and bottom surface, at least one through channel, made with the possibility of supplying heat by an electric heater, and at least one through channel made with the possibility of passing a coolant in the form of a fluid medium in it, and at least one through channel made with the possibility of passing a gaseous coolant in it, where the specified stiffening elements form at least a portion of said channels.

Далее, согласно одному из аспектов настоящего изобретения обеспечена экструдированная несущая плита для применения для регулирования температуры оборудования, предпочтительно такого как электротехническое оборудование, и также применение указанной плиты для регулирования температуры указанного оборудования.Further, according to one aspect of the present invention, an extruded carrier board is provided for use in temperature control of equipment, preferably such as electrical equipment, and also the use of said board in temperature control of said equipment.

Далее, согласно одному из аспектов настоящего изобретения обеспечен способ получения экструдированной несущей плиты, включающий экструдирование металла или сплава металлов через фильеру с получением несущей плиты по настоящему изобретению, содержащей верхнюю поверхность, нижнюю поверхность, элементы жёсткости, сформированные в процессе экструзии металла или сплава металлов, которые расположены между указанными верхней поверхностью и нижней поверхностью, по меньшей мере один сквозной канал, выполненный с возможностью подвода тепла электрическим нагревателем, и по меньшей мере один сквозной канал, выполненный с возможностью прохождения в нём теплоносителя в форме текучей среды, и по меньшей мере один сквозной канал, выполненный с возможностью прохождения в нём газообразного теплоносителя, где указанные элементы жёсткости формируют по меньшей мере часть указанных каналов. Согласно способу по настоящему изобретению указанная плита может быть далее обработана любым подходящим способом, например, отшлифована или фрезерована, в зависимости от целей и задач конкретного варианта реализации настоящего изобретения.Further, according to one aspect of the present invention, there is provided a method for producing an extruded carrier plate, comprising extruding a metal or metal alloy through a die to obtain a carrier plate of the present invention, containing a top surface, a bottom surface, stiffeners formed during the extrusion of a metal or metal alloy, which are located between the above upper surface and lower surface, at least one through channel, made with the possibility of supplying heat by an electric heater, and at least one through channel, made with the possibility of passing a coolant in the form of a fluid medium, and at least one a through channel configured to pass a gaseous coolant in it, where said stiffeners form at least a part of said channels. According to the method of the present invention, said plate may be further processed in any suitable way, for example, ground or milled, depending on the goals and objectives of a particular embodiment of the present invention.

Теплообменникheat exchanger

Под термином «теплообменник» согласно настоящему изобретению понимают устройство для передачи теплоты от среды или тела с более высокой температурой к среде или телу с более низкой температурой.The term "heat exchanger" according to the present invention means a device for transferring heat from a medium or body with a higher temperature to a medium or body with a lower temperature.

Две или более экструдированные несущие плиты по настоящему изобретению могут быть соединены с получением несущего теплообменника посредством объединения встык по существу параллельно друг другу любым подходящим способом в зависимости от целей и задач конкретного варианта реализации настоящего изобретения, например, путём механического соединения или сварки, предпочтительно посредством сварки трением. Two or more extruded carrier boards of the present invention may be joined to form a carrier heat exchanger by joining end-to-end substantially parallel to each other in any suitable manner depending on the aims and objectives of the particular embodiment of the present invention, for example, by mechanical joining or welding, preferably by welding. friction.

Несущий теплообменник по настоящему изобретению предназначен для регулирования температуры, то есть обеспечивает подвод тепла (нагрев, подогрев) и отвод тепла (охлаждение) как непосредственно от теплообменника, так и различного оборудования, с которым указанный теплообменник находится в тепловом контакте. Хотя несущий теплообменник по настоящему изобретению подходит для регулирования температуры любых устройств и оборудования, нуждающихся в таком регулировании и приведённых в тепловой контакт с указанным теплообменником, предпочтительно, указанное оборудование представляет собой электротехническое оборудование как определено выше. The carrier heat exchanger according to the present invention is intended for temperature control, that is, it provides heat input (heating, heating) and heat removal (cooling) both directly from the heat exchanger and various equipment with which the specified heat exchanger is in thermal contact. While the carrier heat exchanger of the present invention is suitable for temperature control of any devices and equipment in need of such control and brought into thermal contact with said heat exchanger, preferably said equipment is electrical equipment as defined above.

Теплообменник по настоящему изобретению является несущим, то есть как таковой обеспечивает прочность, жёсткость и устойчивость конструкции, а также способен выдерживать дополнительные нагрузки, например, массу оборудования, с которым указанная плита приведена в тепловой контакт, и иные нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации.The heat exchanger according to the present invention is load-bearing, that is, as such, provides strength, rigidity and stability of the structure, and is also able to withstand additional loads, for example, the mass of equipment with which the specified plate is brought into thermal contact, and other loads that occur during operation.

В несущем теплообменнике по настоящему изобретению указанные по меньшей мере две плиты стыкуют так, чтобы обеспечить возможность соединения их каналов в общий контур. В частности, сквозные каналы по меньшей мере двух экструдированных несущих плит по настоящему изобретению, выполненные с возможностью прохождения в них теплоносителя в форме текучей среды, и/или сквозные каналы по меньшей мере двух указанных плит, выполненные с возможностью прохождения газообразного теплоносителя, предпочтительно соединены последовательно или параллельно с получением общего контура жидкостного и/или воздушного охлаждения, соответственно, что позволяет обеспечивать равномерный подвод/отвод тепла от электротехнического оборудования, находящегося в тепловом контакте с указанным теплообменником. Таким образом, теплообменник по настоящему изобретению обеспечивает универсальность и масштабируемость конструкции.In the carrier heat exchanger of the present invention, said at least two plates are joined so as to allow their channels to be connected into a common circuit. In particular, through channels of at least two extruded carrier plates according to the present invention, made with the possibility of passing a heat carrier in the form of a fluid medium, and/or through channels of at least two said plates, made with the possibility of passing a gaseous heat carrier, are preferably connected in series. or in parallel with obtaining a common liquid and/or air cooling circuit, respectively, which allows for uniform heat supply/removal from electrical equipment in thermal contact with said heat exchanger. Thus, the heat exchanger of the present invention provides design versatility and scalability.

Хотя любая из поверхностей несущего теплообменника по настоящему изобретению может быть выполнена с возможностью осуществления теплового контакта с электротехническим оборудованием, предпочтительно таковой является верхняя и/или нижняя сторона несущего теплообменника по настоящему изобретению. В частности, может включать теплопроводную прокладку, более предпочтительно, указанная верхняя и/или нижняя поверхность может включать теплопроводную электроизолирующую прокладку. При этом несущий теплообменник по настоящему изобретению предпочтительно свободен от каких-либо дополнительных несущих/усиливающих или теплообменных элементов конструкции. While any of the surfaces of the carrier heat exchanger of the present invention may be configured to be in thermal contact with electrical equipment, it is preferably the top and/or bottom side of the carrier heat exchanger of the present invention. In particular, it may include a thermally conductive pad, more preferably, said top and/or bottom surface may include a thermally conductive, electrically insulating pad. While the carrier heat exchanger according to the present invention is preferably free from any additional load-bearing/reinforcing or heat exchange structural elements.

Таким образом, согласно одному из аспектов настоящего изобретения обеспечен несущий теплообменник, включающий две или более экструдированных несущих плиты по настоящему изобретению, соединённые встык по существу параллельно друг другу. Thus, according to one aspect of the present invention, there is provided a carrier heat exchanger comprising two or more extruded carrier plates of the present invention butted together substantially parallel to each other.

Далее, согласно одному из аспектов настоящего изобретения обеспечен несущий теплообменник для применения для регулирования температуры оборудования, предпочтительно такого как электротехническое оборудование, и также применение указанного теплообменника для регулирования температуры указанного оборудования.Further, according to one aspect of the present invention, there is provided a carrier heat exchanger for use in temperature control of equipment, preferably such as electrical equipment, and also use of said heat exchanger for temperature control of said equipment.

Далее, согласно одному из аспектов настоящее изобретение обеспечен способ получения несущего теплообменника, включающий соединение встык по существу параллельно друг другу двух или более экструдированных несущих плит как определено выше с получением указанного теплообменника.Further, according to one aspect, the present invention provides a method for producing a carrier heat exchanger, comprising butt-joining two or more extruded carrier boards as defined above, substantially parallel to each other, to obtain said heat exchanger.

СпособWay

Согласно одному из аспектов настоящего изобретения обеспечен способ регулирования температуры электротехнического оборудования, включающий обеспечение теплового контакта экструдированной несущей плиты или несущего теплообменника по настоящему изобретению с электротехническим оборудованием как определено выше, подвод или отвод указанной экструдированной несущей плитой или указанным несущим теплообменником тепла к или от указанного электротехнического оборудования, прокачивание теплоносителя через указанную экструдированную несущую плиту или несущий теплообменник и подвод и/или отвод тепла от указанного теплоносителя.According to one aspect of the present invention, there is provided a method for controlling the temperature of electrical equipment, including providing thermal contact of an extruded carrier plate or carrier heat exchanger of the present invention with electrical equipment as defined above, supplying or removing said extruded carrier plate or said carrier heat exchanger heat to or from said electrical equipment. equipment, pumping the coolant through the specified extruded carrier plate or carrier heat exchanger and supply and/or removal of heat from the specified coolant.

Аккумуляторный блокbattery pack

Под термином «аккумуляторный блок» или «блок аккумуляторных батарей» согласно настоящему изобретению понимают устройство для накопления энергии с целью её последующего использования. The term "battery pack" or "battery pack" according to the present invention means a device for storing energy for later use.

Несущая экструдированная плита или несущий теплообменник по настоящему изобретению могут быть соединены с получением аккумуляторного блока по настоящему изобретению с электротехническим оборудованием как определено выше с возможностью осуществления теплового контакта между ними любым подходящим способом в зависимости от целей и задач конкретного варианта реализации настоящего изобретения, например, посредством теплопроводящей прокладки, предпочтительно, посредством электроизолирующей теплопроводящей прокладки. При этом хотя указанное электротехническое оборудование может представлять собой, например, тепловые резисторы, контроллеры, предохранители и другие элементы, обычно используемые в аккумуляторных блоках, предпочтительно, указанное электротехническое оборудование представляет собой источник тока как определено выше, более предпочтительно, указанное электротехническое оборудование представляет собой призматические литий-никель-марганец-кобальт-оксидные (NMC) аккумуляторы. За счёт комбинации несущей экструдированной плиты или несущего теплообменника по настоящему изобретению и призматических литий-никель-марганец-кобальт-оксидных аккумуляторов удаётся обеспечить особенно существенное уменьшение общей высоты и массы аккумуляторного блока. Таким образом, аккумуляторный блок по настоящему изобретению обеспечен простыми и универсальными средствами, обеспечивающими наряду с повышением его удельной мощности эффективную работу источника тока в сложных условиях эксплуатации.The carrier extruded plate or the carrier heat exchanger of the present invention can be connected to form a battery pack of the present invention with electrical equipment as defined above, with the possibility of thermal contact between them in any suitable way, depending on the goals and objectives of a particular embodiment of the present invention, for example, by means of thermal pad, preferably by means of an electrically insulating thermal pad. Meanwhile, although said electrical equipment may be, for example, thermal resistors, controllers, fuses, and other elements commonly used in battery packs, preferably, said electrical equipment is a current source as defined above, more preferably, said electrical equipment is prismatic lithium-nickel-manganese-cobalt-oxide (NMC) batteries. By combining the extruded carrier plate or carrier heat exchanger of the present invention with prismatic lithium nickel manganese cobalt oxide batteries, it is possible to achieve a particularly significant reduction in the overall height and weight of the battery pack. Thus, the battery pack of the present invention is provided with simple and versatile means to ensure, along with an increase in its power density, efficient operation of the current source in difficult operating conditions.

Аккумуляторный блок по настоящему изобретению может дополнительно содержать источники тока, корпус, крышку, основание, плату балансировки и контроля температуры, тепловые резисторы, контроллеры, предохранители, датчики тока, контакторы, соединители, разъёмы интерфейсов и другие элементы, обычно используемые в таких устройствах. The battery pack of the present invention may further comprise power sources, a case, a cover, a base, a balancing and temperature control board, thermal resistors, controllers, fuses, current sensors, contactors, connectors, interface connectors, and other elements commonly used in such devices.

В аккумуляторном блоке по настоящему изобретению, включающем корпус аккумуляторного блока, указанные несущая экструдированная плита или несущий теплообменник предпочтительно представляют собой элемент указанного корпуса, такой как основание, крышка или стенки аккумуляторного блока, более предпочтительно, несущая экструдированная плита или несущий теплообменник по настоящему изобретению представляют собой основание указанного блока. При этом аккумуляторный блок по настоящему изобретению предпочтительно свободен от каких-либо дополнительных несущих/усиливающих или теплообменных элементов конструкции. Таким образом, аккумуляторный блок по настоящему изобретению обеспечивает упрощение конструкции, экономию высоты и улучшение удельных габаритных показателей.In the battery pack of the present invention including the battery pack body, said carrier extruded plate or carrier heat exchanger is preferably a member of said case such as the base, cover or walls of the battery pack, more preferably the carrier extruded plate or carrier heat exchanger of the present invention is the base of the specified block. While the battery pack according to the present invention is preferably free from any additional load-bearing/reinforcing or heat exchange structural elements. Thus, the battery pack of the present invention provides a simplified design, a saving in height, and an improvement in specific overall dimensions.

Аккумуляторный блок по настоящему изобретению предпочтительно может быть выполнен электрически изолированным. Далее, аккумуляторный блок по настоящему изобретению предпочтительно может быть выполнен в герметичном корпусе. Таким образом, аккумуляторный блок по настоящему изобретению обеспечивает повышение безопасности и возможность эксплуатации в транспортных средствах, таких как троллейбус или электробус.The battery pack of the present invention may preferably be electrically isolated. Further, the battery pack of the present invention may preferably be provided in a sealed case. Thus, the battery pack of the present invention provides improved safety and the ability to operate in vehicles such as a trolleybus or an electric bus.

На фигурах 2 и 3 приведён один из предпочтительных вариантов осуществления экструдированной несущей плиты по настоящему изобретению. Более подробно, на фигуре 2 представлено изображение одного из вариантов осуществления аккумуляторного блока по настоящему изобретению, содержащего крышку (21), несущий теплообменник по настоящему изобретению (22) и разъёмы (23).Figures 2 and 3 show one of the preferred embodiments of the extruded carrier board of the present invention. In more detail, figure 2 shows an image of one of the embodiments of the battery pack according to the present invention, containing a cover (21), a bearing heat exchanger according to the present invention (22) and connectors (23).

Таким образом, согласно одному из аспектов настоящего изобретения обеспечен аккумуляторный блок, содержащий экструдированную несущую плиту по настоящему изобретению или несущий теплообменник по настоящему изобретению, и электротехническое оборудование, в котором указанные экструдированная несущая плита или несущий теплообменник соединены с указанным электротехническим оборудованием с возможностью осуществления между ними теплового контакта.Thus, according to one aspect of the present invention, there is provided a battery pack comprising an extruded carrier plate of the present invention or a carrier heat exchanger of the present invention, and electrical equipment, in which said extruded carrier plate or carrier heat exchanger is connected with said electrical equipment with the possibility of implementing between them thermal contact.

Согласно ещё одному из аспектов настоящего изобретения обеспечен аккумуляторный блок для применения для циклического накопления энергии и электропитания, в том числе автономного электропитания, различных электротехнических устройств и оборудования, а также для обеспечения резервных источников энергии в медицине, производстве, транспорте и в других сферах. Согласно ещё одному из аспектов настоящего изобретения обеспечено применение указанного аккумуляторного блока для циклического накопления энергии и электропитания, в том числе автономного электропитания, различных электротехнических устройств и оборудования, а также для обеспечения резервных источников энергии в медицине, производстве, транспорте и в других сферах. Предпочтительно, согласно настоящему изобретению обеспечен аккумуляторный блок для применения в транспортных средствах как определено выше, и также обеспечено применение указанного аккумуляторного блока в указанных транспортных средствах.According to another aspect of the present invention, a battery pack is provided for use in cyclic energy storage and power supply, including autonomous power supply, various electrical devices and equipment, as well as for providing backup energy sources in medicine, manufacturing, transportation and other fields. According to another aspect of the present invention, the said battery pack is used for cyclic energy storage and power supply, including autonomous power supply, various electrical devices and equipment, as well as for providing backup energy sources in medicine, manufacturing, transport and other areas. Preferably, according to the present invention, a battery pack is provided for use in vehicles as defined above, and said battery pack is also provided for use in said vehicles.

Далее, согласно одному из аспектов настоящего изобретения обеспечен способ получения аккумуляторного блока, включающий приведение в тепловой контакт описанных выше экструдированной несущей плиты и/или несущего теплообменника с электротехническим оборудованием с получением указанного аккумуляторного блока.Further, according to one aspect of the present invention, there is provided a method for producing a battery pack, comprising bringing into thermal contact the above-described extruded carrier plate and/or carrier heat exchanger with electrical equipment to obtain said battery pack.

Система регулирования температурыTemperature control system

В одном из аспектов настоящее изобретение относится к системе регулирования температуры (thermal management system, TMS), включающей экструдированную несущую плиту или несущий теплообменник по настоящему изобретению, теплоноситель и насос. In one aspect, the present invention relates to a thermal management system (TMS) comprising an extruded carrier plate or carrier heat exchanger of the present invention, a heat transfer fluid, and a pump.

Указанный насос прокачивает указанный теплоноситель или теплоносители через каналы указанной плиты или теплообменника в течение времени, достаточного для подвода или отвода тепла от или к указанной плите или теплообменнику, соответственно. Указанная система может включать один или более дополнительных теплообменников для охлаждения указанного теплоносителя, соединённых последовательно или параллельно и расположенных вне экструдированной несущей плиты или несущего теплообменника по настоящему изобретению. Said pump pumps said coolant or coolants through the channels of said plate or heat exchanger for a time sufficient to supply or remove heat from or to said plate or heat exchanger, respectively. Said system may include one or more additional heat exchangers for cooling said heat carrier, connected in series or in parallel and located outside the extruded carrier plate or carrier heat exchanger of the present invention.

На фигуре 4 представлена блок-схема одного из предпочтительных вариантов реализации системы регулирования температуры по настоящему изобретению, включающая несущий теплообменник (41) по настоящему изобретению, дополнительный теплообменник (42) и насос теплоносителя (43).Figure 4 shows a block diagram of one of the preferred embodiments of the temperature control system of the present invention, including a carrier heat exchanger (41) of the present invention, an additional heat exchanger (42) and a heat carrier pump (43).

Таким образом, согласно одному из аспектов настоящего изобретения обеспечена система регулирования температуры, включающая экструдированную несущую плиту или несущий теплообменник по настоящему изобретению, теплоноситель и насос.Thus, according to one aspect of the present invention, a temperature control system is provided, including an extruded carrier plate or carrier heat exchanger of the present invention, a heat transfer medium, and a pump.

Система хранения энергииEnergy storage system

В одном из аспектов настоящее изобретение относится к системе хранения энергии (energy storage system, ESS), включающей описанную выше систему регулирования температуры. Указанная система хранения энергии может включать электротехническое оборудование, такое как аккумуляторные батареи, которое приведено в тепловой контакт с теплообменником. In one aspect, the present invention relates to an energy storage system (ESS) including the temperature control system described above. Said energy storage system may include electrical equipment, such as batteries, which is brought into thermal contact with a heat exchanger.

Таким образом, согласно одному из аспектов настоящего изобретения обеспечена система хранения энергии, включающая систему регулирования температуры по настоящему изобретению и электротехническое оборудование.Thus, according to one aspect of the present invention, there is provided an energy storage system including a temperature control system of the present invention and electrical equipment.

Транспортное средствоVehicle

Под термином «транспортное средство» согласно настоящему описанию понимают устройство, предназначенное для перевозки по дорогам людей, грузов или оборудования, установленного на нём. Предпочтительно, транспортное средство по настоящему изобретению выбрано из группы, включающей электротранспорт (battery electric vehicle, BEV), транспортное средство с электромеханической трансмиссией и гибридное транспортное средство (hybrid electric vehicle, HEV), более предпочтительно, указанное транспортное средство представляет собой пассажирское транспортное средство, такое как электромобиль, трамвай, троллейбус или электробус.The term "vehicle" according to the present description means a device designed to transport people, goods or equipment installed on it on the roads. Preferably, the vehicle of the present invention is selected from the group consisting of an electric vehicle (battery electric vehicle, BEV), a vehicle with an electromechanical transmission and a hybrid vehicle (hybrid electric vehicle, HEV), more preferably, said vehicle is a passenger vehicle, such as an electric car, tram, trolleybus or electric bus.

Прочная и лёгкая экструдированная несущая плита по настоящему изобретению, а также включающие её несущий теплообменник, аккумуляторный блок или системы как определено выше особенно подходят для применения в конструкциях транспортных средств. При этом наряду с высокой удельной эффективностью теплопередачи и универсальностью конструкции плита по настоящему изобретению служит эффективным средством защиты энергонасыщенного электротехнического оборудования (например, аккумуляторных батарей) от механических повреждений, таких как удары, проколы или деформация корпуса, и их последствий, таких как короткое замыкание, пожар или вытекание электролита, и таким образом служит целям повышения безопасности транспорта.The strong and lightweight extruded carrier plate of the present invention, as well as the carrier heat exchanger, battery pack or systems incorporating it as defined above, are particularly suitable for use in vehicle structures. At the same time, along with high specific heat transfer efficiency and design versatility, the plate according to the present invention serves as an effective means of protecting energy-saturated electrical equipment (for example, batteries) from mechanical damage, such as shocks, punctures or deformation of the case, and their consequences, such as short circuit, fire or electrolyte leakage, and thus serve the purpose of improving transport safety.

Таким образом, согласно одному из аспектов настоящего изобретения обеспечено транспортное средство, содержащее экструдированную несущую плиту или несущий теплообменник или аккумуляторный блок или систему по настоящему изобретению.Thus, according to one aspect of the present invention, there is provided a vehicle comprising an extruded carrier plate or carrier heat exchanger or battery pack or system of the present invention.

Эффективность конструкции описанных выше экструдированной несущей плиты, несущего теплообменника, аккумуляторного блока, систем и транспортного средства по настоящему изобретению будет подробнее рассмотрена далее на конкретных примерах их реализации.The effectiveness of the design of the extruded base plate, base heat exchanger, battery pack, systems and vehicle of the present invention described above will be discussed in more detail below with specific examples of their implementation.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Пример 1. Получение экструдированной несущей плиты и несущего теплообменника по настоящему изобретению.EXAMPLE 1 Preparation of an extruded carrier plate and a carrier heat exchanger according to the present invention.

Способом по настоящему изобретению, включающим экструзию расплава сплава алюминия через фильеру, автором настоящего изобретения была получена экструдированная несущая плита по настоящему изобретению (см. фигуру 1). By the method of the present invention, including the extrusion of an aluminum alloy melt through a die, the extruded base plate of the present invention was obtained by the present inventor (see figure 1).

Далее, способом по настоящему изобретению, включающим соединение встык параллельно друг другу при помощи сварки трением двух экструдированных несущих плит как описано выше был получен несущий теплообменник по настоящему изобретению. Указанный теплообменник далее был отшлифован, торцы и верхняя поверхность указанного теплообменника были отфрезерованы для монтажа заглушек и соединяющих устройств, обеспечивающих общий контур для циркуляции антифриза, воздуховодов для прохождения воздуха, прокладки греющего кабеля и низковольтной проводки. Высота указанного теплообменника составляет около 20 мм, эффективная площадь теплообмена составляет 100 % площади указанного теплообменника.Further, by the method of the present invention including butt-joining parallel to each other by friction welding of two extruded carrier plates as described above, the carrier heat exchanger of the present invention was obtained. The specified heat exchanger was further ground, the ends and the upper surface of the specified heat exchanger were milled for the installation of plugs and connecting devices that provide a common circuit for the circulation of antifreeze, air ducts for the passage of air, laying the heating cable and low-voltage wiring. The height of the specified heat exchanger is about 20 mm, the effective heat exchange area is 100% of the area of the specified heat exchanger.

При этом высота аналогичного коммерчески доступного теплообменника для электротехнического оборудования от другого производителя составляет около 90 мм, а его эффективная площадь теплообмена составляет около 60%.The height of a similar commercially available heat exchanger for electrical equipment from another manufacturer is about 90 mm, and its effective heat exchange area is about 60%.

Таким образом, при аналогичной тепловой производительности, экструдированная несущая плита по настоящему изобретению и теплообменник, включающий указанную плиту, были на 75% меньше по высоте и на 40 % больше по эффективной площади теплообмена по сравнению с аналогичными коммерчески доступными охлаждающими пластинами и теплообменниками от других производителей. При этом экструдированная несущая плита по настоящему изобретению и теплообменник, включающий указанную плиту, имели высокую механическую прочность при меньшей высоте, а также комбинированное воздушное/жидкостное охлаждение и встроенный подогрев.Thus, at the same thermal performance, the extruded base plate of the present invention and the heat exchanger including said plate were 75% smaller in height and 40% larger in effective heat exchange area compared to similar commercially available cooling plates and heat exchangers from other manufacturers. . At the same time, the extruded base plate of the present invention and the heat exchanger including the specified plate had high mechanical strength at a lower height, as well as combined air/liquid cooling and built-in heating.

Пример 2. Сравнение с коммерчески доступными аккумуляторными блокамиExample 2 Comparison with commercially available battery packs

Способом по настоящему изобретению, включающим приведение в тепловой контакт несущего теплообменника из примера 1 с призматическими литий-никель-марганец-кобальт-оксидными (NMC) аккумуляторами, автором настоящего изобретения был получен аккумуляторный блок по настоящему изобретению (см. фигуры 2 и 3). Высота указанного аккумуляторного блока составляет около 130 мм, масса составляет около 190 кг, скорость разряда составляет 3С.By the method of the present invention, which includes bringing into thermal contact the carrier heat exchanger of example 1 with prismatic lithium-nickel-manganese-cobalt-oxide (NMC) batteries, the battery pack of the present invention was obtained by the present inventor (see figures 2 and 3). The height of said battery pack is about 130 mm, the weight is about 190 kg, and the discharge rate is 3C.

При этом высота аналогичного коммерчески доступного аккумуляторного блока от другого производителя, который был собран на основе традиционных теплообменников и литий-никель-марганец-кобальт-оксидных аккумуляторов, составляла более 200 мм. Более того, указанным аналогичный коммерчески доступный аккумуляторный блок не обеспечивал подогрева. At the same time, the height of a similar commercially available battery pack from another manufacturer, which was assembled on the basis of traditional heat exchangers and lithium-nickel-manganese-cobalt-oxide batteries, was more than 200 mm. Moreover, a similar commercially available battery pack did not provide heating to these.

Таким образом, при аналогичной запасённой энергии и схожей производительности, аккумуляторный блок, включающий экструдированную несущую плиту по настоящему изобретению, на 35% меньше по высоте по сравнению с аналогичным коммерчески доступным аккумуляторным блоком от другого производителя. При этом аккумуляторный блок по настоящему изобретению имеет высокую механическую прочность при меньшей высоте, а также встроенный подогрев.Thus, with the same stored energy and similar performance, the battery pack incorporating the extruded base plate of the present invention is 35% smaller in height compared to a similar commercially available battery pack from another manufacturer. At the same time, the battery pack according to the present invention has high mechanical strength at a lower height, as well as built-in heating.

Пример 3. Сравнение с коммерчески доступными аккумуляторными системамиExample 3 Comparison with Commercially Available Battery Systems

Аккумуляторные блоки из примера 2 (см. фигуры 2 и 3) далее были объединены в аккумуляторную систему для регулирования температуры согласно настоящему изобретению, которая предназначена для применения в транспортном средстве. Масса указанной аккумуляторной системы составляет около 1950 кг, запасённая энергия составляет более 300 кВт·ч.The battery packs from Example 2 (see Figures 2 and 3) were further combined into a battery system for temperature control according to the present invention, which is intended for use in a vehicle. The mass of this battery system is about 1950 kg, the stored energy is more than 300 kWh.

При этом масса аналогичной коммерчески доступной аккумуляторной системы от другого производителя, которая была собрана на основе традиционных теплообменников, составляет более 3100 кг. Более того, указанная аналогичная коммерчески доступная аккумуляторная система блок не обеспечивала подогрева и имела возможность только жидкостного охлаждения.At the same time, the mass of a similar commercially available battery system from another manufacturer, which was assembled on the basis of traditional heat exchangers, is more than 3100 kg. Moreover, the specified similar commercially available battery system block did not provide heating and had the possibility of only liquid cooling.

Таким образом, при равной массе аккумуляторов и аналогичной производительности, аккумуляторная система на основе экструдированной несущей плиты по настоящему изобретению на 37% легче по сравнению с аналогичными коммерчески доступными аккумуляторными системами от другого производителя. При этом аккумуляторная система по настоящему изобретению имеет высокую механическую прочность при меньшей высоте, а также комбинированное воздушное/жидкостное охлаждение и встроенный подогрев.Thus, for the same weight of batteries and similar performance, the extruded base plate battery system of the present invention is 37% lighter than similar commercially available battery systems from another manufacturer. At the same time, the battery system of the present invention has high mechanical strength at a lower height, as well as combined air/liquid cooling and built-in heating.

Пример 4. Сравнение с коммерчески доступными транспортными средствамиExample 4 Comparison with commercially available vehicles

Аккумуляторная система из примера 3 (см. фигуру 4) была установлена на транспортное средство по настоящему изобретению, в частности электробус. Несмотря на то, что указанная система как таковая обеспечивает по сравнению с коммерчески доступными системами экономию массы около 1150 кг, снижение массы электробуса в целом существенно превышает эту величину, поскольку более лёгкая конструкция аккумуляторной системы по настоящему изобретению позволяет облегчить конструкцию электробуса за счёт уменьшения необходимого усиления и укрепления кузова электробуса.The battery system from example 3 (see figure 4) was installed on a vehicle according to the present invention, in particular an electric bus. Although this system as such provides a weight saving of about 1150 kg compared to commercially available systems, the weight reduction of the electric bus as a whole significantly exceeds this value, since the lighter design of the battery system according to the present invention allows lighter construction of the electric bus by reducing the necessary reinforcement. and strengthening the body of the electric bus.

Claims

1. Extruded carrier board for temperature control, comprising:

top surface;

bottom surface;

stiffeners formed during the extrusion of a metal or metal alloy, which are located between the specified top surface and bottom surface;

at least one through channel configured to accommodate an electric heater; And

at least one through channel configured to pass a coolant in the form of a fluid; And

at least one through channel, made with the possibility of passing a gaseous coolant in it,

where said stiffeners form at least a part of said channels.

2. The plate according to claim. 1, additionally containing at least one through channel, made with the possibility of accommodating electrical wiring.

3. The slab according to claim 1, in which at least a part of the specified stiffeners forms a truss structure.

4. The plate according to claim 3, in which the specified truss structure forms at least a part of at least one through channel, made with the possibility of passing a gaseous coolant in it.

5. A carrier heat exchanger comprising at least two extruded carrier plates as claimed in claim 1 butted together substantially parallel to each other.

6. Battery pack containing:

an extruded carrier plate according to claim 1 or a carrier heat exchanger according to claim 5;

electrical equipment;

where said extruded carrier plate or carrier heat exchanger is connected to said electrical equipment with the possibility of thermal contact between them.

7. The battery pack according to claim 6, in which the specified electrical equipment is a current source selected from the group including galvanic cells, electric batteries, fuel cells, ionistors, or any combination thereof; preferably, said current source is an electric battery; more preferably, said current source is a prismatic lithium nickel manganese cobalt oxide (NMC) electric battery.

8. A vehicle containing an extruded carrier plate according to claim 1, or a carrier heat exchanger according to claim 5, or a battery pack according to claim 6.

9. The vehicle according to claim 8, selected from the group consisting of an electric vehicle, a hybrid vehicle and a vehicle with an electromechanical transmission, preferably, said vehicle is an electric car, tram, trolleybus or electric bus.