МОДУЛЬ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ КОНДЕНСАТОРОВ

Полезная модель относится к области электрохимической энергетики, а именно к энергетическим устройствам транспортных средств с гибридным приводом. К таким устройствам относятся батареи электрохимических конденсаторов (ЭХК), обеспечивающие работу энергетических систем транспортных средств в пиковых режимах и режимах рекуперации энергии торможения.
Известен модуль электрохимических конденсаторов (RU №193579 опубликован 06.11.2019 г., МПК H01G9/00, принят за прототип), содержащий корпус с токовыводами, блок электрохимических конденсаторов, включающий два или более электрохимических конденсатора, размещенные в корпусе и электрически соединенные перемычками между собой и с токовыводами, устройство поджатая электрохимических конденсаторов, содержащее пружину и пластину со стороны электрохимических конденсаторов, помещенные в общий хомут, которым является корпус модуля, отличающийся тем, что хомут выполнен в виде: дна корпуса модуля; выполненных заодно с ним двух фронтальных стенок корпуса модуля; двух боковин, приваренных к дну корпуса модуля, а также стеклотекстолитовой крышки, закрепленной на фланцах фронтальных стенок корпуса модуля и боковин корпуса модуля, а к дну корпуса модуля приварены проушины для крепления модуля.
Из описания данного технического решения следует, что корпус модуля выполнен из металла методом сварки отдельных составляющих - дна корпуса с выполненными заодно с ним двух фронтальных стенок, двух боковин и проушины для крепления модуля.
Проблемой эксплуатации модулей ЭХК для средств транспорта является обеспечение безопасности перевозок в условиях значительных вибрационных, ударных и тепловых нагрузок.
Учитывая, что корпус прототипа выполнен из металла, а блок ЭХХ подвержен расширению в процессе эксплуатации, в т.ч. от воздействия высоких температур окружающей среды, отмечена вероятность течей электролита через аварийный клапан ЭХК, что снижает сопротивление изоляции модуля в целом и может стать причиной короткого замыкания в электросети транспортных машин.
Кроме того, в прототипе предусмотрено закрепление модуля в объекте с помощью проушин приваренных к дну металлического корпуса модуля, с жесткой фиксацией модуля в посадочном месте объекта болтовым соединением. Подобное техническое решение в условиях сильных ударных и вибрационных нагрузок, присущих транспортным машинам, имеет существенный недостаток: в случае отрыва по мету сварки проушины от корпуса модуля, существует высокая вероятность повреждения ЭХК и как следствие течь электролита - едкого кали, также нарушение герметичности корпуса. Попадание электролита на узлы и агрегаты транспортных машин, а также на кожу пассажиров или обслуживающего персонала может приводить к повреждению первых и травмированию последних.
Задачей настоящей полезной модели является обеспечение должного уровня безопасности модуля в процессе работы в составе транспортных машин.
Техническим результатом полезной модели является повышение безопасности работы модуля ЭХК в условиях изменяющихся размеров блока ЭХК, вибрационных, ударных и тепловых нагрузок.
Указанный технический результат обеспечивается конструкцией модуля ЭХК, содержащего полимерный корпус с выводными терминалами, блок электрохимических конденсаторов, включающий два или более электрохимических конденсатора, размещенные в корпусе и электрически соединенные перемычками между собой и с выводными терминалами, устройство поджатая электрохимических конденсаторов, содержащее пружину и пластину со стороны электрохимических конденсаторов, помещенные в общий хомут в виде ленты, алюминиевого или стального основания с проушинами для крепления модуля в объекте, а также стеклотекстолитовой крышки, закрепленной на приливах стенок корпуса модуля.
Причем корпус модуля выполнен из стеклонаполненного полиамида методом литья под давлением, и обладает низкой электропроводностью, устойчив к воздействию щелочи, высоких температур, ударных и вибрационных нагрузок.
Выполнение корпуса из полимерного материала с низкой электропроводностью - стеклонаполненного полиамида, обеспечивает высокое сопротивление изоляции модуля в случае появления течей электролита через аварийные клапана или повреждение корпуса отдельных ЭХК, а изготовление полимерного корпуса методом литья под давлением, исключает вероятность течи электролита через корпус модуля, и как следствие делает маловероятным травмирование пассажиров и обслуживающего персонала, повреждение узлов и механизмов транспортных машин.
Алюминиевое основание, выполняемое методом фрезерования или литья, изготавливается с проушинами для крепления модуля в объекте, служит рамой для монтажа модуля ЭХК и последующего крепления модуля в отсеках или посадочных местах транспортных машин. Крепление модуля электрохимических конденсаторов к алюминиевому основанию осуществляются с помощью винтов.
Указанное техническое решение позволяет повысить жесткость и прочность корпуса модуля ЭХК, а возможное разрушение проушин, вызванное неправильной эксплуатацией (падения при монтаже, удары в следствии ДТП, значительная вибрация и т.д.) не ведет к разрушению корпуса модуля ЭХК, т.к. основание выполнено в виде отдельной от дна корпуса модуля ЭХК детали и не имеет с ним жесткой связи.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан общий вид модуля электрохимических конденсаторов.
На фиг. 2 показан вид модуля электрохимических конденсаторов в поперечном сечении.
На фиг. 3 показан вид модуля электрохимических конденсаторов в продольном сечении.
На фиг. 4 показан вид сверху модуля электрохимических конденсаторов.
1 - полимерный корпуса модуля
2 - обечайка блока ЭХК
3 - боковина
4 - компенсирующая пружина
5 - стеклотекстолитовая крышка корпуса модуля
6 - основание с проушинами
7 - винт монтажный
8 - винт
9 - перемычки
10 - электрохимический конденсатор
11 - выводные терминалы
12 - приливы
13 - распорная планка
Модуль ЭХК содержит полимерный корпус 1, снабженный приливами 12 для крепления стеклотекстолитовой крышки корпуса модуля 5 винтами 8. Ко дну корпуса модуля 1 с помощью винтов монтажных 7 закреплено металлическое основание с проушинами 6.
Внутри корпуса расположен блок ЭХК, стянутый обечайкой 2, которая охватывает компенсирующую пружину 4 и пластину 3. Блок ЭХК содержит электрохимические конденсаторы 10, соединенные перемычками 11 друг с другом и выводными терминалами 12, смонтированными на крышке корпуса модуля 5.
Сборка модуля ЭХК производится в следующей последовательности. Требуемое количество электрохимических конденсаторов 10 объединяется в блок ЭХК и сжимается с помощью обечайки 2 совместно с пластиной 3 и компенсирующей пружиной 4, в результате обеспечивается требуемое сжатие и фиксация блока ЭХК. Конденсаторы блока ЭХК соединяются перемычками 9, устанавливаются выводные терминалы 11, после чего блок ЭХК помещают в полимерный корпус модуля. Фиксация блока ЭХК осуществляется с помощью распорных планок 13 и закрепления крышки корпуса 5 на стенках полимерного корпуса 1 с помощью винтов 8. Выводные терминалы 11 фиксируются на крышке 5 болтовым соединением. Крепление модуля в посадочном месте или отсеке транспортного средства производится с помощью основания с проушинами 6, которые предотвращают произвольное перемещение модуля по посадочному месту или в отсеке. Если в процессе работы модуля образуется течь электролита из ЭХК 10, вызванная внешними факторами такими, как вибрация, удары или высокая температура, то не произойдет падение сопротивления изоляции модуля ЭХК, а следовательно электрические цепи транспортных машин не пострадают, так как корпус выполнен из полимерного материала с низкой электропроводностью.
В тоже время, разрушение проушин основания 6 не приводит к повреждению корпуса модуля 1 и не может быт причиной течи электролита из ЭХК 10, т.к. основание выполнено в виде отдельной от дна корпуса модуля ЭХК детали и не имеет с ним жесткой связи.