用于移动工作机的电容器模块的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种适用于电容性能量存储器的基本结构单元的电容器模块。此外， 本发明设及一种包括机电动力传动链的移动工作机。
【背景技术】
[0002] 机电动力传动链通常包括一个或多个电机W及一个电功率转换器。该机电动力传 动链可W是串行传动链，其中一个电机作为发电机操作并且该电功率转换器设置成将发电 机产生的电压转换为具有适用于该一个或多个其它电机的振幅和频率的电压。该发电机由 内燃机驱动，该内燃机例如可W是柴油发动机、奥托循环发动机、或满轮发动机。其它的电 机例如可W是移动工作机的车轮中的电动马达。该电功率转换器通常包括中间电路、位于 发电机和中间电路之间的转换器级W及位于中间电路和其它电机之间的一个或多个其它 转换器级。也可能的是，机电动力传动链为并行传动链，其中发电机偶尔用作辅助内燃机的 马达，尤其是在需要高输出功率的时候。在运种情况下，电功率转换器通常包括中间电路、 位于发电机和中间电路之间的转换器级、W及位于中间电路和一个或多个能量存储器之间 的一个或多个转换器级。
[0003] 上述中间电路通常是电容性能量存储器，其包括一个或多个电容器模块，每个电 容器模块包括一个或多个电容器元件W及用于冷却该一个或多个电容器元件的冷却结构。 该冷却结构通常包括一个或多个散热元件，该散热元件设置有用于将热传导到周围空气中 的散热片和/或用于传导例如水的冷却流体冷却通道。每个电容器元件包括电极结构，用 于W电极结构的电极之间电荷极化的形式来存储电能。该电极结构连接到电容器元件的电 端子，并且该电极结构位于例如由侣制成的外壳中。在许多情况下，该外壳安装在散热元件 的孔中。
[0004] 然而，前述类型的冷却装置具有许多挑战。挑战之一是设及在外壳和散热元件之 间需要提供足够好的热接触。另一个挑战是大部分热量生成产生在输送电流的电极结构 中，因此从电极结构至外壳的导热路径的导热性非常重要。使电容器元件的电端子与冷却 结构连接W便在电极结构和冷却结构之间提供更直接的导热关系也是一个挑战，因为电端 子之间的距离是由于负载和/或溫度的变化和/或电容器元件的老化而变化的。因为电端 子之间距离的变化，所W连接到电端子之一的冷却结构的一部分相对于连接到其它电端子 的冷却结构的另一部分是柔性支撑的。因而，运在与例如移动工作机结合的情况的振动环 境中会成为问题。
【发明内容】
[0005] 下面进行简要的概述W便提供各种发明实施例的一些方面的基本理解。概述不是 对本发明的广泛综述。运并不为了确认本发明的关键或关键因素也不是为了划定本发明的 范围。下面的概述仅仅W简单形式表达本发明的一些观点，作为本发明的示例性实施例的 更详细说明的前序。
[0006] 根据本发明，提供一种新型的电容器模块，其适用于电容性能量存储器的基本结 构单元。根据本发明的一种电容器模块包括：
[0007] -电容器元件，每个包括电端子，
[0008] -冷却结构，用于冷却该电容器元件，该电容器元件的电端子机械连接到该冷却结 构W与该冷却结构导热连接相关，
[0009] -柔性连接元件，由导电材料制成，每个电容器元件的至少一个电端子经由该柔性 连接元件之一机械连接到该冷却结构，
[0010] -电绝缘膜，位于该冷却结构和一个或多个柔性连接元件之间，
[0011] -一个或多个连接板，由导电材料制成并设置成在电容器元件之间提供电流连接 (galvanic connection)，使得该柔性连接元件的一个末端压在连接板和电绝缘膜之间，W 及
[0012] -一个或多个绝缘板，包括电绝缘材料，W及按压装置，用于将绝缘板压向该冷却 结构，使得该连接板压在绝缘板和柔性连接元件的末端之间。
[0013] 如上所述，每个电容器元件的至少一个电端子经由柔性连接元件之一机械连接到 冷却结构。运样，当所考虑的电容器元件的电端子之间的距离变化时，允许所考虑的电端子 相对于冷却结构移动。因此，因为所需的柔性存在于电端子和冷却结构之间的机械连接中， 所W不需要冷却结构的柔性支撑部分。
[0014] 根据本发明，还提供了一种新型的移动工作机。根据本发明的一种移动工作机包 括：
[0015] -内燃机，W及
[0016] -机电动力传动链，位于该内燃机和一个或多个车轮、履带和/或该移动工作机的 其它致动器之间。
[0017] 该机电动力传动链包括电容性能量存储器，该电容性能量存储器包括一个或多个 根据本发明的电容器模块。
[0018] 该移动工作机包括，优选但不限于，液体冷却系统，其被配置成冷却该移动工作机 的液压系统和该机电动力传动链。该移动工作机例如可W是拖拉机、挖掘机、刮路机、推± 机或具有车轮和/或履带或任何其它用于移动的装置的任何其它工作机。
[0019] 在所附权利要求中说明了本发明的多个示例性的W及非限定性的实施例。
[0020] 本发明的各种示例性的和非限定性的实施例既是结构也是操作方法，与其附加的 目的和优点一起，在结合附图阅读时，从W下对于具体示例性的和非限定性实施例的说明 可W得到更好的理解。
[0021] 用于本文中的动词"具有"W及"包括"为开放性的限定，既不排除也不必须存在 所列举的特征。所附权利要求中列举的特征可相互自由组合，除非另有明确限定。此外，应 该理解的是，本文通篇使用的"一"或"一个"，即单数形式，并不排除多个的情况。
【附图说明】
[0022] 下面在实施例的基础上并结合附图，更详细的解释本发明的示例性W及非限定性 的实施例W及它们的优点。
[0023] 图Ia和化示出了根据现有技术的电容器模块，
[0024] 图2a、化和2c示出了根据本发明的示例性和非限定性实施例的电容器模块，化及
[0025] 图3显示了根据本发明的示例性和非限定性实施例的移动工作机的示意图。
【具体实施方式】
[00%] 作为本发明示例性实施例的说明的前序，图Ia显示了根据现有技术的电容器模 块的侧视图。图化显示了该电容器模块的顶视图。在坐标系190的辅助下描述与图Ia和 化有关的视图方向。该电容器模块包括用于存储电能的电容器模块101。该电容器元件包 括用于W电极结构的电极之间电荷极化的形式存储电能的电极结构。该电极结构例如包括 第一锥、第二锥W及第一锥和第二锥之间的干燥的电介质材料。还可能的是，该电极结构包 括阳极锥、阴极锥W及该阳极锥和阴极锥之间的多孔填料，使得该填料浸溃有液体电解质。 运种情况下，电容器元件101为电解电容器。此外，还可能的是，电极结构构造成电双层电 容器"E化C"，其通常被称为"超级电容器"。此外，该电容器元件101包括例如由侣制成的 外壳化及连接到电极结构的电极的电端子102a和10化。在许多情况下，外壳构成电端子之 O
[0027] 该电容器模块包括用于冷却电容器元件101的冷却结构103。该冷却结构例如包 括用于将热量传导到周围空气的散热片和/或用于传导液体或气体冷却流体的冷却通道。 液体冷却流体例如可W是水，并且气体冷却流体例如可W是空气。在图Ia所描述的示例性 的情况中，冷却结构103包括冷却通道106和散热片107两者。该电容器模块包括由导电 材料制成的柔性连接元件104a和104b。如图Ia所示，电容器元件101的电端子102a和 10化经由柔性连接元件104a和104b机械连接到冷却结构103。运样，在电端子之间的距 离D由于负载和/或溫度和/或电容器元件101的老化的变化而变化时，允许电端子102a 和102b相对于冷却结构103移动。
[0028] 在图Ia和化所描述的示例性电容器模块中，每个柔性连接元件104a和104b是 例如铜或侣的导电材料的弯曲片材。每个柔性连接元件的第一末端与相应的电端子具有电 流接触（galvanic contact)，该柔性连接元件的第二末端与冷却结构机械连接，并且该柔 性连接元件的中间部分设置成响应于其中相应电端子相对于冷却结构移动的情况弯曲。在 运个示例性情况下，该柔性连接元件104a和104b不仅提供从电端子102a和10化至冷却 结构103的导热路径还提供对于电容器元件101的机械支撑。然而，还可能的是，每个柔性 连接元件例如是细铜丝丛，并且还有能对于电容器元件提供机械支撑的其它工具。
[0029] 在图Ia和化所描述的示例性电容器模块中，在冷却结构103和柔性连接元件 104a和104b之间存在电绝缘膜105, W便提供冷却结构和柔性连接元件之间的电流隔离 (galvanic separation)。该柔性连接元件104a和104b利用螺栓112压向膜105,该螺栓利 用电绝缘垫圈113和衬套与柔性连接元件104a和104b绝缘。该电绝缘衬套在图Ia和化 中未示出。该电绝缘膜105例如可W是BergquiSt Company生产的Sil-Pad⑥400、Sil-Pad⑥ K-IO或GapPadS 1450,或提供足够好的导热性和足够好的抗电介质击穿的一些其它合适 的材料或组合物。还可能的是，该冷却结构包括两个隔离的散热元件并且一个或两个散热 元件经由各个柔性连接元件与电容器元件的各个电端子具有电流连接，从而所考虑的散热 元件具有与电容器元件的各个电端子同样的电位。
[0030] 图2a显示了根据本发明的示例性和非限定性实施例的电容器模块的等角视图。 图化描述了图2a所描述的类型的电容器模块如何互连W构成更大的体积。图2c显示了 图2a中所示的电容器模块的分解图。
[0031] 如图2c所示，该电容器模块包括十二个电容器元件。图2a中的附图标记201曰、 2(Ub、201c、20W、201e和201f表示了六个电容器模块。电容器模块机械连接到包括第一散 热元件203a和第二散热元件203b的冷却结构203。该第一和第二散热元件包括用于传导 例如水的冷却流体的冷却通道206。电容器模块包括由图2c中的附图标记204a、204b、204c 和20