BRPI0808323A2

BRPI0808323A2 - "bateria elétrica"

Info

Publication number: BRPI0808323A2
Application number: BRPI0808323-1A2A
Authority: BR
Inventors: Fabien Gaben; Claude Beignet; Alain Douarre
Original assignee: Sociedade De Vehicules Electr
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2008-03-17
Publication date: 2014-07-15
Also published as: CN101682095A; WO2008142223A1; US20100119929A1; KR20100016371A; FR2915320A1; MX2009011225A; JP2010525507A; EP2149173A1; CA2679559A1; FR2915320B1

Description

“BATERIA ELÉTRICA”

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a uma bateria elétrica que se destina à tração de um veículo a motor elétrico, ou híbrido, isto é, compreendendo uma máquina elétrica para acionar as rodas de tração em combinação com uma máquina térmico de acionamento das mesmas rodas de tração ou, possivelmente, de outras rodas de tração.

Fundamentos da Invenção

Para garantir os níveis de potência e de energia necessários para aplicações do veículo elétrico ou do veículo híbrido, é necessário criar baterias compreendendo uma pluralidade de elementos que gerem energia elétrica.

Quando estes elementos são carregados e descarregados, isso resulta na produção de calor que, quando não é controlado, pode ter o efeito de reduzir a vida útil dos elementos, e até mesmo dar lugar, em casos extremos, a riscos de fugas t érmicas para certas composições químicas de elementos, levando à deterioração da bateria.

A energia que uma bateria é capaz de fornecer depende do equilíbrio na potência dos diversos elementos, assim como de sua temperatura de operação. Ainda, a energia que pode ser entregue por um elemento 20 aumenta com a temperatura e quando existem diferenças nos níveis de energia disponíveis em cada um dos elementos, para a mesma bateria, então a bateria é indicada como não equilibrada. Este desequilíbrio afeta substancialmente o desempenho da bateria em termos de vida útil, assim como em termos de densidade de energia média, já que a energia total que uma bateria pode 25 entregar sempre é limitada pela energia do elemento menos carregado, e a energia carregada total é limitada, além do mais, pelo elemento com a carga mais alta.

Estas diferenças no nível de energia entre os elementos, causando o desequilíbrio, podem ser provocadas por diferenças entre as propriedades elétricas dos elementos, ou por variações na temperatura de operação entre estes elementos. Quando um elemento de uma bateria é menos carregado do que os outros, pode então ocorrer um risco de inversão para as condições de carga baixa.

Além do mais, as composições químicas das baterias do tipo lítioion, são mais ou menos estáveis. Quando elas são estressadas em condições extremas, pode ocorrer uma fuga térmica. Para baterias de grandes dimensões, que são necessárias para veículos que são predominantemente elétricos, este 10 risco é crítico, porque se a fuga térmica de um elemento se propagar para toda a bateria, a energia implícita por esta fuga se torna muito alta.

Para aperfeiçoar o desempenho e a vida útil das baterias, sistemas de acondicionamento térmico para os elementos foram incorporados, conseqüentemente, às baterias.

Em particular, foram propostos sistemas de resfriamento que

usam uma circulação de ar como uma fonte fria. Embora tenha sido feito muito esforço para tentar garantir, por este meio, uma distribuição de temperatura que seja tão homogênea quanto possível dentro da bateria, permanece, não obstante, que tais sistemas não asseguram um resfriamento homogêneo dos 20 elementos da bateria estressados, como é o caso particular em aplicações destinadas a veículos elétricos e híbridos que podem ser conectados à rede elétrica (tomadas).

Os picos de dissipação térmica são muito altos e são uma função das densidades de corrente e de suas variações que, para aplicações particulares, podem atingir valores muito elevados, em particular durante fases de forte aceleração, frenagem regenerativa, carregamento rápido da bateria ou operação do motor em modo elétrico.

Para tais condições de uso, os fluxos de ar necessários para resfriar os elementos da bateria só podem ser obtidos em detrimento de uma separação significativa dos elementos.

Estes fortes fluxos são usados para compensar os baixos coeficientes de troca de calor dos fluxos de ar nos elementos da bateria e 5 fazem surgir problemas acústicos e vibratórios. As ventoinhas necessárias para assegurar que os fluxos tornem possível o resfriamento homogêneo e efetivo das baterias, têm, assim, dimensionamento que não é compatível com os requisitos de compacidade e de economia de energia para a aplicação do veículo elétrico.

Para melhorar a eficácia do resfriamento, e para o mesmo ser

capaz de aumentar o volume da densidade de energia das baterias, foi proposta a circulação de um líquido. Em particular, o líquido pode ser proporcionado para fluir através de soquetes plásticos que são dispostos entre os elementos da bateria. Estes soquetes são isolantes e participam do isolamento elétrico entre os elementos.

No entanto, as bolsas de plástico em que são formados estes soquetes apresentam baixa condutividade térmica, de tal modo que eles compreendem uma espessura que é tão fina quanto possível para garantir que as transferências de calor sejam mais ou menos corretas. Então, isso resulta 20 em que as finas paredes não são adaptadas para a resistência mecânica dos elementos na bateria.

Além disso, na aplicação de veículo elétrico ou híbrido, as baterias, de acordo com a técnica anterior, têm certo número de problemas, em particular devido ao aumento no grau de hibridização de veículos térmicos que 25 pode ir tão longo quanto à eletrificação completa da cadeia de tração. Neste caso, as baterias não são mais usadas apenas para auxiliar os veículos nas fases de aceleração, mas também para proporcionar o deslocamento do veículo de maneira autônoma em distâncias que são mais ou menos substanciais.

A energia, assim como a potência elétrica das baterias, precisam, conseqüentemente, ser aumentadas, o que aumenta as durações de estresse sobre a bateria, assim como as correntes e a resistência interna média. Como tal, a potência e a energia térmica emitidas aumentam e isso ainda mais conforme a bateria envelhece.

O custo de uma bateria depende primariamente do número de elementos que ela contém, isto é, em outros termos, de sua potência. Assim, de modo a reduzir o impacto do custo de baterias em um veículo, procura-se usar as ditas baterias no intervalo mais amplo possível de potencial para extrair a quantidade máxima de energia delas.

Conforme se aproximam dos valores potenciais limites permitidos, a resistência interna dos elementos aumenta e sua vida útil é reduzida.

Os elevados níveis de potência requeridos resultam em aumentos substanciais e rápidos na temperatura dos elementos da bateria, o que pode induzir gradientes de temperatura entre a superfície e o interior destes últimos, mesmo entre os elementos da mesma bateria.

Estes gradientes de temperatura aparecem substancialmente durante as fases transitórias correspondentes ao alto influxo de corrente, durante a carga ou a descarga.

O aumento na temperatura dentro de um elemento de bateria induz riscos em termos de segurança e de vida útil, ligados à possível presença de pontos quentes no núcleo do elemento.

Ainda com referência à segurança das baterias, ela se torna ainda mais crítica com o aumento na potência das baterias, sendo provável que os soquetes plásticos, geralmente usados para a circulação de um líquido de resfriamento entre os elementos, quebrem sob o efeito de impactos do tipo encontrado durante a batida de um veículo ou via pressão excessiva gerada no circuito de resfriamento.

Assim, tais rupturas tornam o sistema de resfriamento totalmente inoperável, mas ainda pior, há risco de o líquido causar curto-circuito de todos os elementos da bateria e, como tal, criar um risco real de fogo e até mesmo de explosão.

Descrição Resumida da Invenção

Logo, a presente invenção visa aperfeiçoar as baterias elétricas existentes ao propor um sistema de acondicionamento térmico e mecânico que torne possível melhorar substancialmente a razão entre o volume e a energia 10 e/ou potência, assim como a vida útil e a segurança da bateria, de um ponto de vista de desempenho químico, assim como visa a tratar das restrições no efeito nas indústrias de automóveis, e em particular, no que diz respeito a colisões.

A invenção torna possível atingir níveis de compacidade do sistema ao atender aos requisitos de densidade de energia por volume e potência compatíveis com as necessidades da aplicação do automóvel, com menos custo e peso.

Além disso, as resistências à transferência de calor muito baixas possíveis graças à invenção, tornam possível garantir o resfriamento da bateria a despeito do nível muito alto de compacidade. A invenção também torna 20 possível reduzir a temperatura dentro dos elementos durante picos de influxo de corrente e impede qualquer risco de contato elétrico direto dos elementos no caso de um impacto, o que é uma vantagem em termos de segurança da bateria.

Finalmente, a eficácia do gerenciamento térmico torna possível reduzir o consumo de eletricidade e, como tal, garantir maior autonomia para o veículo elétrico.

Para este efeito, a invenção propõe uma bateria elétrica que compreende uma pluralidade de elementos que geram energia elétrica e um sistema de acondicionamento térmico e mecânico dos ditos elementos, sendo que o dito sistema compreende um leito de fluido de tratamento térmico sobre o qual os ditos elementos são dispostos, de tal maneira a permitir uma separação lateral entre os elementos adjacentes, sendo que o dito sistema 5 de acondicionamento compreende adicionalmente uma pluralidade de módulos de acondicionamento térmico, cada um sendo dotado de uma trajetória de deslocamento do fluido entre uma porta a montante e uma porta a jusante, sendo que cada trajetória de deslocamento se estende em uma separação lateral com as portas em comunicação fluida com o dito

leito, sendo que o dito sistema de acondicionamento compreende uma matriz estrutural feita de resina de polímero condutora de calor e isolante elétrica, a dita matriz preenchendo as separações laterais por meio de revestimento, pelo menos parcial, dos ditos elementos de geração e ditos módulos de acondicionamento.

Descrição Resumida das Figuras

Outras particularidades e vantagens da invenção devem aparecer na descrição a seguir, feita em referência às suas figuras anexas:

- A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma parte de uma bateria elétrica de acordo com uma primeira realização;

-A Figura 2 é uma vista em perspectiva de um módulo de

acondicionamento térmico da bateria elétrica, de acordo com a Figura 1;

- As Figuras 3 são vistas parciais da bateria elétrica, de acordo com a Figura 1, mostrando a conexão dos módulos no leito de água, respectivamente em uma perspectiva (Figura 3a) e em corte longitudinal

(Figura 3b);

- As Figuras 4 são vistas de uma parte de uma bateria elétrica, de acordo com uma segunda realização, respectivamente em perspectiva (Figura 4a), lateral (Figura 4b) e topo (Figura 4c). Descrição Detalhada da Invenção

Na descrição, os termos de posicionamento no espaço são tomados com referência à posição da bateria mostrada na Figura 1. No entanto, a vedação da bateria torna possível considerar seu posicionamento de acordo com uma orientação diferente.

Com relação às figuras, são descritas abaixo duas realizações de uma bateria elétrica compreendendo uma pluralidade de elementos 1 de geração de energia elétrica, em particular os elementos 1 podem ter uma natureza eletroquímica, por exemplo, do tipo lítio-íon. Para isso, os elementos 1 10 incluem um invólucro em que o sistema eletroquímico é confinado de modo a isolar os componentes químicos necessários para a geração da eletricidade. Alternativamente, os elementos podem ser super-capacitores.

A bateria é mais particularmente destinada a energizar uma máquina de tração elétrica de um veículo a motor, seja um veículo elétrico ou

um do tipo híbrido elétrico-térmico. No entanto, a bateria, de acordo com a invenção, também pode encontrar aplicação para o armazenamento de energia elétrica em outros modos de transporte e, em particular, na aeronáutica. Além do mais, em aplicações estacionárias como turbinas de vento, a bateria, de acordo com a invenção, também pode ser usada vantajosamente.

A bateria compreende um sistema de acondicionamento térmico e

mecânico dos elementos 1, sendo que o dito sistema torna possível, por um lado, tratar, no que diz respeito à temperatura, os elementos 1 e, por outro lado, mantê-los em uma estrutura de reforço. Como tal, o sistema garante a segurança elétrica da bateria no que diz respeito aos riscos relacionados à 25 temperatura, à operação da bateria em um intervalo ótimo de temperatura, assim como à segurança no que diz respeito aos riscos de colisão que são inerentes à aplicação em questão.

Para fornecer a energia elétrica necessária, a bateria compreende um grande número de elementos, por exemplo, 160 elementos distribuídos em

16 fileiras de 10 elementos. Além do mais, a bateria pode incluir um recipiente (não mostrado), em particular feito de plástico, em que os elementos 1 de geração de eletricidade e o sistema de acondicionamento são dispostos para a instalação da dita bateria no veículo a motor.

O sistema de acondicionamento compreende um leito 2 de fluido de acondicionamento térmico e um dispositivo para circular (não mostrado) o dito fluido de uma maneira que proporcione o acondicionamento térmico dos elementos 1. Em particular, o dispositivo para circulação compreende uma 10 bomba que torna possível pressurizar o fluido em um circuito fechado, assim como, possivelmente, um trocador de calor.

O fluido pode ser água glicol e o acondicionamento térmico se estender para fornecer, assim como remover, calorias, de tal modo a manter os elementos 1 em um intervalo de temperatura de operação que seja ótimo. Em 15 particular, o sistema de acondicionamento torna possível assegurar, de modo rápido e efetivo, o fornecimento ou a remoção de calorias na bateria, de tal maneira a assegurar a regulação térmica, a despeito das condições de uso.

Nas modalidades descritas, o leito de fluido 2 compreende duas camadas 3, 4 separadas com fluido, que são formadas respectivamente em um 20 alojamento 5, 6, por exemplo, feito de material plástico moldado. Os alojamentos 5, 6 são associados entre si, de tal maneira que formam uma camada inferior 3 e uma camada superior 4, em que o fluido flui separadamente.

A parede superior do alojamento superior 6 compreende locais de recepção 7 para a base de um elemento de geração 1, sendo que os ditos locais são proporcionados para que os elementos 1 fiquem sobre o leito de fluido 2, ao deixarem uma separação lateral entre os elementos adjacentes 1. Para melhorar a modularidade da bateria com relação ao número de elementos 1 que deve ser usado, os alojamentos 5, 6 podem ser formados por subalojamentos que são associados entre si para formar o número desejado de locais 7. De acordo com uma realização, os sub-alojamentos podem ser posicionados no recipiente de modo a ficarem associados com relação um ao 5 outro pela matriz estrutural que será descrita adiante. Além do mais, os submódulos podem estar em comunicação fluida ou terem suprimento independente de fluido pelos orifícios intermediários 5a, 6a.

Além do mais, os alojamentos 5, 6 são formados de tal maneira a deixar um orifício de saida 8 a partir dos locais 7, sendo que os ditos orifícios 10 tornam possível a associação selada dos alojamentos 5, 6 em uma relação um ao outro, por meio de rebites intermediários (Figuras 4) ou por meio de soldagem (Figuras 1 a 3). Além do mais, os orifícios de saida 8 tornam possível que os gases escapem, os quais podem ser emitidos pelos elementos 1 no caso de decapagem destes últimos, devido a uma pressão excessiva dos 15 elementos 1. Neste caso, e quando é proporcionado um recipiente vedado em torno da bateria, esta última é dotada de uma válvula de emissão de gás para o exterior. Além do mais, é possível adicionar à bateria um detector de umidade ou de emissão de gás.

O sistema de acondicionamento compreende adicionalmente uma pluralidade de módulos de acondicionamento térmico 9 que são dotados, cada um, de uma trajetória de deslocamento do fluido entre uma porta a montante 10 e uma porta a jusante 11. Cada trajetória de deslocamento se estende para uma separação lateral com as portas 10, 11 em comunicação fluida com o leito

2. Vantajosamente, a trajetória de deslocamento tem uma altura que é substancialmente igual àquela dos elementos 1, de modo a assegurar a transferência de calor através da totalidade da periferia do dito elemento.

Em um exemplo de uma realização, o número de módulos 9 pode ser adaptado de acordo com o número de elementos 1 usados na bateria. Por exemplo, o leito 2 e os módulos 9 podem ser fabricados separadamente respectivamente com soquetes de conexão e as portas 10, 11, sendo que as ditas portas são conectadas aos ditos soquetes durante a montagem da dita bateria, de acordo com a presença ou não de um elemento na vizinhança.

Como tal, a potência da bateria pode ser modulada de maneira particularmente simples por meio do ajuste do número de elementos 1 e isso sem requerer uma modificação na arquitetura da bateria. Além do mais, o número de locais 7 pode ser maior do que o número de elementos 1.

Nas realizações desc ritas, os elementos 1 compreendem uma 10 geometria cilíndrica e um arranjo hexagonal compacto entre eles, o que torna possível otimizar o espaço ocupado quanto à resistência mecânica da bateria. As separações laterais formadas entre estes elementos 1 também têm, conseqüentemente, uma geometria cilíndrica e um arranjo hexagonal entre elas. No entanto, em outras realizações que não são mostradas, os elementos 15 podem possuir qualquer geometria diferente, por exemplo, geometria externa de paralelepípedo e/ou terem outro tipo de arranjo entre eles.

O sistema de acondicionamento compreende adicionalmente uma matriz estrutural (não mostrada) feita de resina de polímero condutora de calor e isolante elétrica, sendo que a dita matriz preenche as separações laterais por 20 meio do revestimento, ao menos parcial, dos elementos de geração 1 e dos módulos de acondicionamento 9. Em particular, a matriz reveste ao menos a trajetória de deslocamento.

Por estrutural pretende-se dizer que a matriz proporciona a resistência mecânica dos elementos 1 entre eles, em particular com relação às limitações do teste de colisão em efeito da indústria automobilística, mas também com relação às outras formas de tensão mecânica que a bateria deve sofrer em um automóvel.

Além disso, a matriz proporciona uma função de transferência de calor entre os elementos 1 e o fluido que flui nos módulos 9, assim como uma função de segurança elétrica com relação à sua natureza de isolamento elétrico entre os elementos 1. No que diz respeito à transferência de calor, a característica importante é a condutância, que é a razão entre a condutividade 5 térmica da matriz e sua espessura. Em um exemplo de uma realização, a matriz possui uma condutividade térmica de aproximadamente 1 W/m/°C e uma espessura de aproximadamente 2mm.

O revestimento isola eletricamente os elementos 1 e melhora as trocas de calor entre os ditos elementos e os módulos 9, de maneira tal, como 10 particularmente para impedir o super-aquecimento dos ditos elementos. Ainda, a invenção torna possível, em particular, não proporcionar uma interface termicamente isolante entre o fluido de acondicionamento e os elementos 1, e isso em um ambiente que é eletricamente seguro, compacto e resistente do ponto de visto mecânico.

Quanto à resina de polímero para a matriz, podem ser usados

adesivos que têm a vantagem de aumentar a rigidez da bateria e de manter os elementos 1 na dita bateria. Os adesivos podem ser, por exemplo, da família de epóxis, silicones ou acrílicos, nos quais é possível adicionar componentes inorgânicos tendo propriedades de condutividade térmica, como AI2O3, AIN, 20 MgO, ZnO, BeO, BN, Si3N4, SIC e/ou SiO2. Em um exemplo de uma realização, uma resina epóxi de dois componentes do tipo daquele referido como 2605 pela empresa 3M, pode ser usada.

Para sua implementação, após a disposição dos elementos 1 e dos módulos 9, a resina fluida é disposta nas separações laterais de maneira 25 tal a revestir os ditos módulos, assim como os ditos elementos, sendo que a dita resina é então solidificada para formar a matriz estrutural. Conseqüentemente, a realização da bateria é particularmente simples e modulável, não requrendo qualquer ferramenta específica de acordo com o número de elementos 1 a ser disposto na dita bateria.

Para facilitar a capacidade de reciclagem da bateria, um revestimento primário, contendo um agente de migração, também pode ser aplicado às superfícies dos elementos 1. Este agente de migração tem que ser 5 capaz de migrar sobre uma das interfaces de conexão para gerar uma camada de baixa coesão. Esta migração torna-se possível por uma ativação térmica, a qual pode proporcionar a desmontagem dos conjuntos colados. Este agente de migração pode ser implementado em um primário, mas também na própria resina. O agente de migração pode ser, por exemplo, uma poliolefina ou, mais 10 particularmente, PTSH (paratoluenosulfohidrazida), que é conhecido por proporcionar a descamação pela adição de calor, conforme descrito em particular em WO 2004/087829.

Além disso, a matriz pode ter as propriedades de uma mudança de fase em um intervalo de temperatura que torne possível melhorar o acondicionamento na temperatura dos elementos de geração 1.

Nas realizações mostradas, as trajetórias de deslocamento são proporcionadas em paralelo pelo leito de fluido 2. Como tal, o fluido que flui em cada trajetória de deslocamento vem diretamente do leito de fluido 2, sem ter tratado outro elemento 1 anteriormente. Então, isso resulta em uma excelente 20 homogeneidade térmica ao impedir o acúmulo de calor ligado a uma sucessão de trocas de calor.

Para isso, as portas a montante 10 estão em comunicação com uma camada 3 e as portas a jusante 11 estão em comunicação com a outra camada 4. Como tal, uma camada 3 é usada para suprir fluido para cada 25 módulo 9 e a outra camada 4 é usada para remover o dito fluido. Nas figuras, é possível observar que uma das partes finais das trajetórias de deslocamento atravessa a camada superior 4 para conectar a porta correspondente 10 à camada inferior 3. De acordo com a invenção, a excelente homogeneidade na temperatura da bateria torna possível aumentar o nível de equilíbrio entre os elementos 1, assim como torna-se capaz de regular termicamente a bateria com um alto grau de precisão para reduzir as resistências internas dos 5 elementos 1, tanto quanto possível, sem prejuízo à sua vida útil. A otimização do gerenciamento térmico torna possível, desta maneira, aumentar a energia e a potência da bateria, sem a necessidade de acrescentar elementos adicionais.

Adicionalmente, o sistema de acondicionamento permite a dissipação da energia térmica oriunda do caminho térmico de um elemento 1, 10 sem este excesso de calor ser transferido para os elementos adjacentes 1 em uma proporção que poderia levar a uma propagação do fenômeno de fuga térmica. Este papel de confinamento térmico torna possível evitar os riscos das fugas térmicas se propagarem para a totalidade da bateria, o que é muito crítico para baterias com altas quantidades de energia.

Com relação às Figuras 1 a 3, é descrita abaixo uma primeira

realização de uma bateria em que cada módulo de acondicionamento 9 compreende um tubo ascendente 12 e um corpo 13 que circunda o dito tubo. Tal módulo pode ser executado por meio do embutimento de seções extrudadas de diferentes formas e comprimentos, de preferência, formadas a 20 partir de um material que seja bom condutor de calor, por exemplo, de metal, como alumínio, que tem adicionalmente a vantagem de um baixo peso. Note que não existe limitação real no que diz respeito à condutividade elétrica do material que forma os módulos 9, já que estes últimos são revestidos por uma matriz eletricamente isolada.

A extremidade inferior do tubo 12 salienta-se axialmente a partir

do corpo 13, de tal modo que forma a porta a montante 10 que é introduzida em um orifício correspondente do alojamento inferior 5. A extremidade superior do dito tubo salienta para dentro do corpo 13 e, para permitir a descida do fluxo, o corpo 13 é modelado na parte superior e tem pelo menos uma passagem 13a de fluido a partir da extremidade superior do tubo 12 para a porta a jusante 11 formada no dito corpo. Em particular, o corpo 13 é encaixado a força em um orifício do alojamento superior 6, sendo que o dito orifício é proporcionado através de um em que o tubo 12 é inserido.

Na realização mostrada, o corpo 13 possui uma geometria triangular e forma três canais 13a igualmente distribuídos em torno do tubo 12 para sair na parede inferior do dito corpo. Esta realização é adaptada para uma disposição em que cada elemento de geração 1 é circundado por seis módulos 9 e cada um dos módulos é comum aos três elementos 1.

A superfície lateral 13b do corpo 13 possui um invólucro com geometria análoga àquela da superfície periférica dos elementos 1 dispostos através da dita superfície. Nas figuras, as três superfícies laterais 13b do corpo 13 são côncavas com um raio análogo àquele dos elementos 1. Além do mais, 15 o corpo 13 é tampado por uma tampa 14 que tem ao menos uma zona periférica de suporte para os elementos. Nas figuras, é proporcionado um resssalto 14a em cada face lateral da tampa 14. Estas realizações tornam possível melhorar a resistência mecânica dos elementos 1, incluindo antes a disposição da matriz, para impedir qualquer contato entre os ditos elementos.

Com relação às Figuras 4, é descrita abaixo uma segunda

realização de uma bateria em que cada módulo de acondicionamento 9 compreende uma alça 15 que é formada a partir de um duto que possui uma seção ascendente e uma seção descendente, nas quais são dispostas, respectivamente, as portas a montante 10 e a jusante 11, sendo que as ditas seções são realizadas por uma seção curva superior.

O sistema de acondicionamento compreende adicionalmente placas 16 feitas de um material condutor de calor, em particular metal, como as alças 15, sendo que as ditas placas são associadas às seções da alça. Mais precisamente, é disposta uma placa 16 em cada uma das alças de acondicionamento 15, entre as seções ascedente e descendente. Além do mais, as placas 16 são dispostas para conectar as alças 15 entre elas. Em adição ao melhoramento na transferência de calor, as placas 16 também 5 tornam possível que a bateria seja mais rígida. Nas Figuras, cada elemento 1 é circundado sucessivamente por uma alça 15, uma placa 16, uma seção de uma alça, uma placa 16, uma alça 15, uma placa 16, uma seção de uma alça e uma placa 16.

Claims

1.BATERIA ELÉTRICA, que compreende uma pluralidade de elementos (1) de geração de energia elétrica e um sistema de acondicionamento térmico e mecânico para os ditos elementos, sendo que o dito sistema compreende um leito (2) de fluido de acondicionamento quente sobre o qual os ditos elementos são dispostos, de tal maneira a deixar uma separação lateral entre os elementos adjacentes (1), sendo que a bateria é caraterizada pelo fato de que o sistema de acondicionamento compreende adicionalmente uma pluralidade de módulos de acondicionamento térmico (9), cada um dotado de uma trajetória de deslocamento do fluido entre uma porta a montante (10) e uma porta a jusante (11), sendo que cada trajetória de deslocamento se estende em uma separação lateral com as portas (10, 11) em comunicação fluida com o dito leito, sendo que o dito sistema de acondicionamento compreende adicionalmente uma matriz estrutural feita de resina de polímero termicamente condutora e eletricamente isolante, sendo que a dita matriz preenche as separações laterais ao revestir pelo menos parcialmente os ditos elementos de geração e os ditos módulos de acondicionamento.

2. BATERIA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a matriz compreende, adicionalmente, propriedades de uma mudança de fase em um intervalo de temperatura que tornam possível melhorar o acondicionamento na temperatura dos elementos de geração (1).

3. BATERIA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 1 ou2, caracterizada pelo fato de que as trajetórias de deslocamento são proporcionadas em paralelo pelo leito de fluido (2).

4. BATERIA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o leito de fluido (2) compreende duas camadas (3, 4) separadas por fluido, sendo que as portas a montante (10) estão em comunicação com uma camada (3) e as portas a jusante (11) estão em comunicação com a outra camada (4).

5. BATERIA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que as camadas (3, 4) são formadas, respectivamente, em um alojamento (5, 6), sendo que os ditos alojamentos são associados entre si, em que uma das partes da extremidade das trajetórias de deslocamento atravessa a camada superior (4) para conectar a porta correspondente (10) à camada inferior (3).

6. BATERIA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que os alojamentos (5, 6) são formados de subalojamentos que são associados entre si.

7. BATERIA ELÉTRICA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizada pelo fato de que um módulo de acondicionamento (9), compreende um tubo ascendente (12) e um corpo (13) circundando o dito tubo, sendo que a extremidade inferior do dito tubo forma a porta a montante (10) e a extremidade superior do dito tubo salienta-se para dentro do dito corpo, sendo que o dito corpo é modelado na parte superior e possui ao menos uma passagem (13a) de fluido a partir da extremidade superior do tubo (12) até a porta a jusante (11) formada no dito corpo.

8. BATERIA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a superfície lateral (13b) do corpo (13) possui um invólucro de geometria análoga àquela da superfície periférica dos elementos (1) dispostos através da dita superfície.

9. BATERIA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizada pelo fato de que o corpo (13) é tampado por uma tampa (14), sendo que a dita tampa possui ao menos uma zona periférica de suporte (14a) para os elementos (1).

10. BATERIA ELÉTRICA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizada pelo fato de que um módulo de acondicionamento (9) compreende uma alça (15) que é formada por um duto que possui uma seção ascendente e uma seção descendente, sobre as quais são dispostas, respectivamente, as portas a montante (10) e a jusante (11), sendo que as ditas seções são conectadas por uma seção curva superior.

11. BATERIA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o sistema de acondicionamento compreende ainda placas (16) feitas de material termicamente condutor, sendo que as ditas placas são associadas às seções das alças (15).

12. BATERIA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que é disposta uma placa (16) em cada uma das alças de acondicionamento (15), entre as seções ascendente e descendente.

13. BATERIA ELÉTRICA, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizada pelo fato de que as placas (16) são dispostas para conectar as alças (15) entre elas.

14. BATERIA ELÉTRICA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizada pelo fato de que os elementos de geração (1) compreendem uma geometria cilíndrica e um arranjo hexagonal entre eles.