新型的一实施例的在各模块间具有距离 的储能装置的局部放大图。
【具体实施方式】
[00加]室义
[0051] 如本文中使用的，高电力储能单元被称为超级电容器或超电容或电容器或任选地 某些类型的主要基于裡的电池单元。
[0052] 如本文中使用的且如本领域技术人员理解的"热传导"或"导热"是由主体内的粒 子或准粒子因溫度梯度而微观扩散和碰撞造成的内部能量的转移。微观扩散和碰撞的对象 包括分子、电子、原子和声子。它们传送杂乱无章的微观动能和势能，它们共同被称为内部 能量。传导仅在物体或材料内发生，或在彼此直接或间接接触的两个物体之间发生。如本文 中使用的，传导发生在固体或液体、气体中。
[0版3] 说明性实施例的描述
[0054]本实用新型将参考特定实施例并参考某些附图来进行描述，但本实用新型并不限 于此，而是仅由权利要求限定。所描述的附图只是示意性的和非限制性的。在附图中，出于 说明的目的，一些元件的尺寸可能被夸大并且未按比例绘制。尺寸和相对尺寸与本实用新 型的实践上的实际减小不对应。
[0055] 此外，说明书和权利要求中的术语第一、第二、第=等用于在相似的元件之间进行 区分，而不一定用于描述顺序(时间上的、空间上的、按排序的或W任何其他方式的顺序）。 但是应当理解，如此使用的术语在适当的情况下可互换，W及在此描述的本实用新型的各 实施例能够W不同于本文描述或说明的其他顺序操作。
[0056] 本实用新型提供了具有良好冷却的储能装置。可能会发现例如在固定设备或在可 移动设备(如电梯或汽车行业中）使用运样的系统。
[0057] 根据本实用新型的各实施例的储能装置可包括相同或不同的高电力储能单元(例 如超级电容器或超电容或电容器或任选地某些类型的主要基于裡的电池单元）的组装件。 参考图1-4,示出了超级电容器模块20。运样的超级电容器模块20包括位于壳体22中的多个 超级电容器15,壳体为例如具有多个侧面22a-22d的多边形壳体22。侧面数量优选为4个，W 允许容易并高效的堆叠，然而可包括更多的侧面并在本实用新型的范围内。暴露于机械应 力的单元组件可通过添加其中可安装并固定模块20的壳体22和进一步的机械保护(例如框 架12)来加强，参照图5和图6。可W在一个、两个或更多个部件9中挤压壳体22W获得最佳的 形状，同时降低制造成本。任选地，壳体22可具有液体冷却，例如流体或液体，例如水冷却通 道11。壳体22可按W下方式形成：在端表面上加盖体13-一参见图6,盖体13可W很容易地 制备为防水的。如图6示意性地示出的，壳体部件9和/或盖体13可被适配成按W下方式互 锁:模块20可被容易地按使得模块20之间存在足够的间隙W允许空气循环的方式堆叠在系 统中。间隙可被提供在模块的所有表面处。存储模块使用互锁的盖体13堆叠在矩阵中。冷却 空气可W流过所有模块表面。盖体13可W具有凹槽W安装可有助于在需要时引导空气流动 并可增加与移动的空气接触的表面积的护罩或散热片。
[0058] 如图7和8所示，可通过角间隔件19保持模块20之间的间隙，其中角间隔件19插入 各模块20上的凹部。
[0059] 优选地，壳体22由热传导材料(例如金属，如侣）制成。在图1和帥示出了在模块20 内的一排超级电容器15,该模块20增加壳体22与超级电容器15的表面积的比例，运可W改 善冷却。本实用新型包括模块20,该模块20具有平行的两排超级电容器15。每个超级电容器 15具有两个端子24和26,一个端子用于连接到超级电容器15的负极，一个端子用于连接到 超级电容器15的正极。运些端子24、26通常位于超级电容器15的相对端。图1-4示出圆柱形 电容器15,但圆柱形或棱柱形电容器或袋状单元15也可与任何所述模块一起使用。
[0060] 本实用新型的各实施例包括电容器15,该电容器15具有到超级电容器15的电极的 螺栓/螺钉和/或焊接式连接(端子24和26)，但是本实用新型主要参考到端子24、26的螺钉/ 螺栓连接来描述。电容器15可W串联地、并联地或W串联和并联组合的方式电连接。该配置 取决于所需要的电压和容量，并且可W适用于任何级别。
[0061] 超级电容器15可放置在具有正方形形状的单个层(具有相同的平行排的矩阵）中， W在它们之间提供更多用于冷却的空间，但是可使用具有密堆积的=角形形状的层（如 W02012/007290的图5所示）（即使较不优选）。
[0062] 通过汇流条14将多个至少一种端子类型(正或负）（优选地超级电容器15的相同类 型的端子24,26中的每一个)连接在一起。每一超级电容器15至少在一个侧面被经延伸的汇 流条14包围。根据本实用新型的各实施例，汇流条14可包括第一部分14a和第二部分或延伸 部14b，第一部分14a主要用于传导电流和热，而第二部分或延伸部14b主要用于传导热。如 图1所示，汇流条14具有附连到端子24的第一部分14曰，且该汇流条14延伸并弯曲W形成部 分14b，该部分14b具有对着模块20的壳体22的侧面22a的大面积表面。运在图1中被最佳的 看出，其中为了清楚的目的，超级电容器15和绝缘层17已被移除，W露出汇流条延伸部分 14b。绝缘层17被放置在单元15和汇流条14的第二部分14b之间。由于该绝缘层17可能变得 相当热，因此其可W由陶瓷材料制成。汇流条14(特别是形成第二部分14b的汇流条14的延 长部）W及模块壳体22被适配成将热从超级电容器15移除，理想地是沿多个平行的热通路 将热从超级电容器15移除。为了提供运种适配性，模块的尺寸和/或模块内部的超级电容器 的布置不需要依据最优空间利用来确定，但可依据外部热交换表面的可用性并由此依据改 善的冷却来确定。汇流条可W具有凸缘形状的延伸部，凸缘的表面积比用于携载电流来往 于各高电力储能单元(如超级电容器或超电容或电容器或任选地某些类型的主要基于裡的 电池单元)所需的表面积要大。该凸缘导热但不导电地连接到模块壳体的侧面或壁。
[0063] 根据本实用新型的各实施例的储能装置可具有利用驱动风进行冷却的壳体22的 外部设计，对于车辆(如公共汽车），驱动风通常可W大于3m/s，从而使得任何强制通风设备 都是多余的。
[0064] 每一高电力储能单元15(如超级电容器或超电容或电容器或任选地某些类型的主 要基于裡的电池单元)具有宽度和高度"H"，在一排中存在"N"个高电力储能单元15(如 超级电容器或超电容或电容器或任选地某些类型的主要基于裡的电池单元）。在圆柱形单 元的情况下，端子24通过热传导经由汇流条部分14a和14b连接到散热器(例如附有任选散 热片的壳体22)。在本实用新型的实施例中，汇流条14用于热交换(例如，如图4所示），且热 交换面积至少为NXWX H。
[0065] 根据本实用新型的各实施例，冷却表面的面积通过热传导热连接到各高电子储能 单元(如超级电容器或超电容或电容器或任选地某些类型的主要基于裡的电池单元）的端 子并由汇流条14的延伸部14b和第一部分14a提供。在棱柱形单元的情况下，如果所有单元 被空气包围，则暴露于对流的面积最大为N X 2 X W X H。
[0066] 按照本实用新型的各实施例，通过热传导热连接到各高电力储能单元(如超级电 容器或超电容或电容器或任选地某些类型的主要基于裡的电池单元）的端子并由汇流条14 的延伸部Hb和第一部分14a提供的冷却表面的面积至少等于(NXWXH)的30%或(NX WX H) + ( (N-I) X S))的30%。该面积可增加到(NXWXH)的40% W上、50% W上、60% W上、70% W上、80% W上或90% W上或如上述限定的。出于节省成本和空间的原因，冷却表面的面积 最大可能为200%。运个比率可通过向壳体22提供散热片和/或散热器，W改善到空气的热 传递并提供更好的冷却来大大的增加。因此，外部设计可W包括散热片和/或散热器，例如 或者可W包括用于液体冷却的装置，例如在壳体壁中或在壳体壁上的液体通道11。
[0067] 根据本实用新型的各实施例，对流表面可W等于或者几乎等于传导表面，例如对 流表面可W在传导表面的30%、或40%、或50%、或60%、或70%-直到传导表面的90%之 间。
[0068] 因此，在运行时在超级电容器15中产生的热，并该热在超级电容器15的端子24、26 处传导并通过端子24、26传导。运种方法的优点在于端子24、26连接到电容器的导电层，并 因此在运行期间与电容器的产生热的组件直接接触。
[0069] 运些端子24、26连接到汇流条14,其设计为热传导元件，而不是单独作为电流导 体，即汇流条具有用于传导电和热的第一部分和主要用于传导和对流热的第二部分。汇流 条14(或至少第一部分14a)或汇流条材料必须能够良好地传导热（易导热的），并且是导电 的。因此，汇流条14可W由固体材料制成，或者可W是热管。无论用哪一种，汇流条14的材料 可W是例如铜或侣或它们的任何合金。运些材料提供高效的热流动。汇流条14的形状应当 被选择成例如允许汇流条14的汇流条部分14b形式的大型外表面面积(例如直接作为散热 板或通过壳体22的侧面22a到22d)与外部热接触。超级电容器或超电容或任选地某些类型 的主要基于裡的电池单元15被安装在汇流条-壳体组装件上。汇流条14可包括导电的热管， 其包括提供高效热流动和电连接的材料。因此汇流条14可包括铜或侣或任何其它方便的导 体。侣汇流条可W被挤压成最佳的形状和横截面。汇流条可W具有凸缘形式的延伸部，其表 面积比携载电流来往于各高电力储能单元(如超级电容器或超电容或电容器或任选地某些 类型的主要基于裡的电池单元)的端子所需的表面积要大。该凸缘导热但不导电地连接到 模块壳体的侧面或壁。
[0070] 替换地，可W提供分开的电（14a)和热（Hb)汇流条。因此，可存在分开的导热和导 电的汇流条。导热汇流条可W包括陶瓷材