RU92991U1

RU92991U1 - BUFFER ENERGY STORAGE OF THE COMBINED POWER INSTALLATION

Info

Publication number: RU92991U1
Application number: RU2009143622/22U
Authority: RU
Inventors: Алексей Алексеевич Ипатов; Николай Анатольевич Хрипач; Лев Юрьевич Лежнев; Алексей Александрович Авдеев
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2009-11-26
Publication date: 2010-04-10

Abstract

1. Буферный накопитель энергии, содержащий электрические аккумуляторы, между которыми вертикально установлены металлические теплообменные пластины, сделанные внизу с полкой, под полками теплообменных пластин расположена соединенная с ними резьбовыми крепежными элементами металлическая теплообменная плита, в которой сделан зигзагообразный канал для прохода охлаждающей жидкости. ! 2. Буферный накопитель энергии по п.1, отличающийся тем, что канал в теплообменной плите, расположенной под полками теплообменных пластин, образован четырьмя продольными отверстиями, расположенными перпендикулярно относительно теплообменных пластин, и тремя поперечными отверстиями, соединяющими продольные отверстия попарно между собой, при этом поперечные отверстия, соединяющие между собой попарно крайние и средние продольные отверстия, сделаны с противоположных боковых сторон плиты, а поперечное отверстие, соединяющее между собой средние продольные каналы, сделано в выступе, который сделан в плите между крайними продольными отверстиями. 1. A buffer energy storage device containing electric batteries, between which metal heat exchange plates are vertically mounted, made below the shelf, under the shelves of the heat exchange plates there is a metal heat exchange plate connected to them by threaded fasteners, in which a zigzag channel for the passage of coolant is made. ! 2. The buffer energy storage device according to claim 1, characterized in that the channel in the heat exchanger plate located under the shelves of the heat exchanger plates is formed by four longitudinal holes located perpendicular to the heat exchanger plates and three transverse holes connecting the longitudinal holes in pairs with each other, the transverse holes connecting the extreme and middle longitudinal holes in pairs, are made on opposite sides of the plate, and the transverse hole connecting the The longitudinal longitudinal channels are made in the protrusion, which is made in the plate between the extreme longitudinal holes.

Description

Техническое решение относится к электрическому оборудованию. Оно касается электрических аккумуляторов, собранных в пакет, образующий буферный накопитель энергии электромобилей и гибридных транспортных средств с комбинированной энергоустановкой.The technical solution relates to electrical equipment. It relates to electric batteries assembled in a package forming a buffer energy storage of electric vehicles and hybrid vehicles with a combined power plant.

Известны различные конструкции охлаждаемых химических буферных накопителей энергии, представленные в патентах РФ №№2187865, 2336607, в патентах №№5569552, 6953638, выданных в США.There are various designs of cooled chemical buffer energy storage devices presented in the patents of the Russian Federation No. 2187865, 2336607, in the patents No. 5569552, 6953638, issued in the USA.

Более близким аналогом является буферный накопитель энергии, показанный в патенте №5756227, МПК H01M 10/50, выданном в США. В одном из вариантов его выполнения он содержит электрические аккумуляторы, между которыми вертикально установлены металлические теплообменные пластины, сделанные внизу с полкой, охлаждаемой воздухом. Однако такое охлаждение аккумуляторов получается недостаточным. В другом варианте выполнения указанного накопителя энергии теплообменный элемент сделан в виде гребенки, имеющей в основании щелевидные отверстия для прохода охлаждающей жидкости. Однако при таком выполнении теплообменного элемента трудно обеспечить герметичность при пропускании через него охлаждающей жидкости.A closer analogue is a buffer energy storage device, shown in patent No. 5756227, IPC H01M 10/50, issued in the United States. In one of the options for its implementation, it contains electric batteries, between which are vertically mounted metal heat transfer plates made below with a shelf, cooled by air. However, such cooling of the batteries is insufficient. In another embodiment of the indicated energy storage unit, the heat exchange element is made in the form of a comb having slit-like openings in the base for passage of coolant. However, with such a heat exchange element, it is difficult to ensure tightness when coolant is passed through it.

Задача - создание буферного накопителя энергии простой конструкции, имеющего надежное охлаждение.The task is to create a buffer energy storage device of a simple design with reliable cooling.

Решение задачи обеспечения простыми средствами надежного охлаждения накопителя энергии обеспечено тем, что буферный накопитель энергии содержит электрические аккумуляторы, между которыми вертикально установлены металлические теплообменные пластины, сделанные внизу с полкой, под полками теплообменных пластин расположена соединенная с ними резьбовыми крепежными элементами металлическая теплообменная плита, в которой сделан зигзагообразный канал для прохода охлаждающей жидкости.The solution to the problem of providing simple means of reliable cooling of the energy storage device is ensured by the fact that the buffer energy storage device contains electric batteries, between which metal heat exchange plates are vertically mounted, made at the bottom with a shelf, a metal heat exchange plate connected to them by threaded fasteners is located in which made a zigzag channel for the passage of coolant.

При установке между аккумуляторами теплообменных пластин, выполненных с полками, примыкающими к теплообменной плите, охлаждаемой жидкостью, циркулирующей через выполненный в ней зигзагообразный канал, обеспечен интенсивный отвод тепла от аккумуляторов во время их работы, это повышает надежность накопителя энергии. Причем такой накопитель энергии состоит из простых элементов, что упрощает его изготовление и повышает ремонтопригодность.When heat exchanging plates are installed between accumulators made with shelves adjacent to a heat exchanger plate cooled by a liquid circulating through a zigzag channel made in it, intense heat removal from the accumulators is ensured during their operation, this increases the reliability of the energy storage device. Moreover, such an energy storage device consists of simple elements, which simplifies its manufacture and increases maintainability.

Канал в теплообменной плите, расположенной внизу под полками теплообменных пластин накопителя энергии, образован четырьмя продольными отверстиями, расположенными перпендикулярно относительно теплообменных пластин, и тремя поперечными отверстиями, соединяющими продольные отверстия попарно между собой, при этом поперечные отверстия, соединяющие между собой попарно крайние и средние продольные отверстия, сделаны с противоположных боковых сторон плиты, а поперечное отверстие, соединяющее между собой средние продольные каналы, сделано в выступе, который сделан в плите между крайними продольными отверстиями.The channel in the heat exchanger plate located below the shelves of the heat exchanger plates of the energy storage device is formed by four longitudinal holes located perpendicular to the heat exchange plates, and three transverse holes connecting the longitudinal holes in pairs with each other, while the transverse holes connecting the pair of extreme and middle longitudinal holes made from opposite sides of the plate, and a transverse hole connecting the middle longitudinal channels between them is made in the protrusion, which is made in the plate between the extreme longitudinal holes.

На фигуре 1 изображен буферный накопитель энергии, внешний вид.The figure 1 shows a buffer energy storage device, appearance.

На фигуре 2 показана схема расположения аккумуляторов в накопителе энергии.The figure 2 shows the layout of the batteries in the energy storage.

На фигуре 3 показана в аксонометрии нижняя теплообменная плита накопителя энергии, разрез вдоль канала.Figure 3 shows a perspective view of a lower heat exchange plate of an energy storage device, a section along the channel.

Накопитель энергии содержит корпус 1 (фигура 1), в котором вертикально расположены литий-полимерные электрические аккумуляторы 2 химической энергии (фигура 2). Между аккумуляторами вертикально установлены металлические теплообменные пластины 3, изготовленные из алюминиевых листов, для отвода тепла от аккумуляторов. Теплообменные пластины 3 сделаны внизу с отбортовкой, образующей горизонтальную полку 4. Под полками 4 теплообменных пластин расположена металлическая теплообменная плита 5, изготовленная из алюминия. С плитой 5 полки 4 теплообменных пластин соединены резьбовыми крепежными элементами 6, вворачиваемыми в резьбовые отверстия 7, сделанные в плите 5 (фигура 3). В плите 5 сделан зигзагообразный канал для прохода охлаждающей жидкости, образованный четырьмя продольными глухими отверстиями 8-11, расположенными перпендикулярно относительно теплообменных пластин 3, то есть поперек них вдоль каждого ряда резьбовых отверстий 7, и тремя глухими поперечными отверстиями 12-14, соединяющими продольные отверстия попарно между собой. Поперечные отверстия 12 и 14, соединяющие между собой попарно крайние продольные отверстия 8 и 11 со средними продольными отверстиями 9 и 10, сделаны с противоположных боковых сторон плиты 5 и закрыты заглушками 15. Поперечное отверстие 13, соединяющее между собой средние продольные каналы 9 и 10, сделано в выступе 16, который сделан в плите 5 между крайними продольными отверстиями 8, 11. Отверстия 9, 10 закрыты заглушками 17. Заглушкой закрыто также отверстие 13. В отверстии 8 расположен штуцер 18 для подвода охлаждающей жидкости внутрь плиты 5 в образованный в ней канал, а в отверстии 11 установлен штуцер 19 для вывода из плиты из сделанного в ней канала охлаждающей жидкости.The energy storage device comprises a housing 1 (FIG. 1), in which lithium-polymer electric batteries 2 of chemical energy are vertically arranged (FIG. 2). Between the batteries, metal heat transfer plates 3 made of aluminum sheets are vertically mounted to remove heat from the batteries. The heat transfer plates 3 are made below with a flange forming a horizontal shelf 4. Under the shelves 4 of the heat transfer plates there is a metal heat exchange plate 5 made of aluminum. With the plate 5, the shelves 4 of the heat exchange plates are connected by threaded fasteners 6, screwed into the threaded holes 7 made in the plate 5 (figure 3). In the plate 5, a zigzag channel for the passage of coolant is formed, formed by four longitudinal blind holes 8-11 located perpendicular to the heat transfer plates 3, that is, across them along each row of threaded holes 7, and three blind transverse holes 12-14 connecting the longitudinal holes in pairs with each other. The transverse holes 12 and 14, connecting the pair of extreme longitudinal holes 8 and 11 with the middle longitudinal holes 9 and 10, are made from opposite sides of the plate 5 and are closed with plugs 15. The transverse hole 13 connecting the middle longitudinal channels 9 and 10, made in the protrusion 16, which is made in the plate 5 between the extreme longitudinal holes 8, 11. The holes 9, 10 are closed by plugs 17. The hole 13 is also closed by a plug 13. In the hole 8 there is a fitting 18 for supplying coolant inside the plate 5 formed channel therein and in the aperture 11 is set to output fitting 19 of the plate made from it coolant channel.

В теплообменных пластинах 3 расположены датчики контроля температуры каждого аккумулятора, показанные, например, в патенте №4507368, выданном в США. Датчики контроля температуры подключены к электронному блоку 20 контроля накопителя энергии, состоящему из электронной платы, расположенной на задней стенке накопителя энергии за прозрачным экраном, и платы с транзисторами, расположенной над аккумуляторами 2 под дополнительной теплообменной плитой 21. В плите 21 сделан зигзагообразный канал для прохода охлаждающей жидкости, соединенный трубопроводом 22 посредством штуцера 23 с выходом канала, сделанного в нижней теплообменной плите 5 под полками теплообменных пластин 3. Выход из канала в верхней теплообменной плите 21 посредством штуцера 24 и трубопроводов соединен с системой охлаждения двигателя внутреннего сгорания транспортного средства или с автономной системой охлаждения, содержащей воздушно-жидкостный теплообменник.In the heat exchanger plates 3 are temperature sensors for each battery, shown, for example, in patent No. 4507368, issued in the United States. The temperature control sensors are connected to the electronic storage unit 20 of the energy storage device, consisting of an electronic board located on the rear wall of the energy store behind a transparent screen, and a board with transistors located above the batteries 2 under an additional heat exchanger plate 21. A zigzag channel for passage is made in the plate 21 coolant connected by a pipe 22 by means of a fitting 23 to the outlet of the channel made in the lower heat exchange plate 5 under the shelves of the heat exchange plates 3. The exit from the channel to The exchanger heat exchanger plate 21 is connected via a fitting 24 and pipelines to a cooling system of an internal combustion engine of a vehicle or to an autonomous cooling system comprising an air-liquid heat exchanger.

Так как оптимальная рабочая температура литиевых аккумуляторов составляет 40°С, а для электронного блока контроля накопителя энергии она равна 100°С, то для охлаждения накопителя энергии охлаждающая жидкость через штуцер 18 сначала поступает в канал, сделанный в нижней теплообменной плите 5, проходит по этому каналу через отверстия 8, 12, 9, 13, 10, 14, 11, охлаждая теплообменную плиту 5 и примыкающие к ней полки 4 теплообменных пластин 3, разделяющих аккумуляторы 2. Из канала в плите 5 жидкость выходит через штуцер 19 и по трубопроводу 22 через штуцер 23 поступает в канал, сделанный в верхней теплообменной плите 21 для охлаждения блока контроля накопителя энергии. Из канала в плите 21 нагревшаяся жидкость через штуцер 24 и трубопроводы направляется в воздушно-жидкостный теплообменник для ее охлаждения перед повторным ее поступлением в канал, сделанный в теплообменной плите 5.Since the optimum operating temperature of lithium batteries is 40 ° C, and for the electronic energy storage control unit it is 100 ° C, to cool the energy storage unit, the cooling liquid through the nozzle 18 first enters the channel made in the lower heat exchanger plate 5, passes through this the channel through the openings 8, 12, 9, 13, 10, 14, 11, cooling the heat exchange plate 5 and adjacent shelves 4 of the heat exchange plates 3 separating the batteries 2. From the channel in the plate 5, the liquid exits through the nozzle 19 and through the pipe 22 through fitting 23 by blunt into the channel, made in the upper heat exchange plate 21 for cooling power storage control unit. From the channel in the plate 21, the heated fluid through the nozzle 24 and the pipelines is sent to the air-liquid heat exchanger to cool it before it enters the channel made in the heat exchange plate 5.

Представленный буферный накопитель энергии, предназначенный для запаса энергии и обеспечения ею комбинированной энергетической установки транспортного средства имеет простую конструкцию, при которой обеспечено надежное жидкостное охлаждение аккумуляторов и блока контроля их работы с помощью теплообменных пластин и теплоотводящих плит с выполненными в них зигзагообразными каналами.The presented energy storage buffer, designed to store energy and provide it with a combined power plant installation, has a simple design, which provides reliable liquid cooling of the batteries and the control unit of their work using heat transfer plates and heat sinks with zigzag channels made in them.

Claims

1. A buffer energy storage device containing electric batteries, between which metal heat exchange plates are vertically mounted, made below the shelf, under the shelves of the heat exchange plates there is a metal heat exchange plate connected to them by threaded fasteners, in which a zigzag channel for the passage of coolant is made.

2. The buffer energy storage device according to claim 1, characterized in that the channel in the heat exchanger plate located under the shelves of the heat exchanger plates is formed by four longitudinal holes located perpendicular to the heat exchanger plates and three transverse holes connecting the longitudinal holes in pairs with each other, the transverse holes connecting the extreme and middle longitudinal holes in pairs, are made on opposite sides of the plate, and the transverse hole connecting the The longitudinal longitudinal channels are made in the protrusion, which is made in the plate between the extreme longitudinal holes.