CN103843241A - 用于深水应用的动力电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于深水应用的动力电池(1)，其包括动力电池壳体(2)、电容器组(3)、电子模块(4)、和输入/输出连接器(5、6)，其中所述动力电池壳体(2)基本由绝缘材料制成。本发明进一步描述了动力电池系统(100)，其包括：根据权利要求1-9中任一项所述的多个可更换的动力电池(1)、用于支承所述动力电池(1)的框体(20)、和用于连接至所述动力电池的电连接件特别是汇流排机构(18)。

Description

用于深水应用的动力电池

技术领域

本发明涉及用于深水应用的动力电池，其包括动力电池壳体、电容器组、电子模块和输入/输出连接器。本发明进一步涉及包括多个可更换的动力电池的动力电池系统。

背景技术

深水(也被称为海底)处理在油气开采的领域中变得越来越受重视，因为位于海底下方的矿藏常常只能通过那些技术而变得可接近。因此，有必要改造装备来用于长步伐(即长距离)、边缘性和分散的油或气领域，并用于深水的高压力条件。在过去的几年中，开发出了用于在深水中使用的大规模海床设施。深水设施通常被设计成在承受极端压力和温度的完全可靠性下被操作用于长步伐。本发明背景中“深水”应理解为是指300米和更深的情况，优选为大约2000米和更深，例如为大约3000米。

深水处理设施通常包括数个被电气地驱动的泵和/或气体压缩器，用以传输油气越过非常长的距离。这类泵和压缩器被变速或变频驱动器驱动。变速驱动器可以被连接至海底电网系统或者是海底电网系统的一部分，经由所述海底电网系统所述驱动器接收用于操作的电力，或者驱动器可被直接供应来自陆上发电厂或海上平台的电力，例如经由脐带式管线或海底电缆。变速驱动器通常被封装在耐受压力的外部壳体中，所述外部壳体为变速驱动器的部件实现大气压环境，即大约1个大气压的内部压力。变速驱动器通常具有复杂的设计，不可被容易地扩展，并且由于大气压操作而需要可观尺寸和重量的封闭体，因为封闭体壁需要承受高达300巴的压力差。这导致高生产、运输和安装成本。

常规陆上变速或变频驱动器可包括配置在动力电池系统中的多个动力电池。这类动力电池可适于应用于中等电压或高电压变速或变频驱动器。一般而言，中等电压是指大于690伏特(V)且小于69千伏特(kV)的额定电压。有时，中等电压可以是处于大约1000V～大约69kV之间的电压。在许多这类系统中，使用模块式动力电池。高电压额定值超过这类中等电压额定值，即落入本发明的定义内的高电压额定值是大于大约69kV的电压额定值。

在常规陆上变速或变频驱动器中使用的动力电池通常包括一个或多个三相二极管桥式整流器、一个或多个直流电流(DC)电容器和一个或多个H桥逆变器，如例如用于变频驱动器的US 2007/0048561 Al中公开的。整流器将输入交流(AC)电压转换成基本恒定的DC电压，其被越过整流器输出端连接的电容器支持。逆变器使用H桥逆变器中的半导体器件的脉冲宽度调制来将越过DC电容器的DC电压变换成输出。

发明内容

本发明的一个目的是提供简单的动力电池和动力电池系统，其增加深水应用下的动力电池的寿命和可靠性，并降低这类动力电池和动力电池系统的总成本。

本发明的该目的通过根据权利要求1所述的动力电池和根据权利要求10和15所述的动力电池系统得以实现。

根据本发明，用于深水应用的动力电池包括动力电池壳体、电容器组、电子模块和输入/输出连接器。为了简明起见，不指定电容器组和电子模块的数量，但是术语“电容器组”或“电子模块”在本发明的背景中意指一个或多个电容器组或电子模块可以存在于一个动力电池中。另外，如果存在更多的电容器组或电子模块，则它们可为相同或不同的部件。

根据本发明，动力电池壳体基本由绝缘材料制成。“基本由绝缘材料制成”意指动力电池壳体的零部件的大部分即除某些零部件比如热交换器、电连接器等外的壳体由绝缘材料制成。用于动力电池壳体的绝缘材料的优点是：动力电池壳体自身用作电气绝缘体，绝缘于外部系统，比如动力电池框体或包括多于一个的动力电池的动力电池系统中的另一动力电池。另一动力电池可以是例如在一行或一列的数个动力电池中配置成邻近相应动力电池的动力电池。

绝缘动力电池壳体可由任何绝缘材料构成，只要该材料在动力电池所暴露至的相应环境中是稳定的即可。优选材料为聚合材料，比如包含聚甲醛(POM)或聚丙烯(PP)或类似物的材料。

比起常规动力电池，包括绝缘动力电池壳体的本发明的动力电池在用于包括支承框体比如金属框体的动力电池系统时更安全且更可靠，所述金属框体在现有技术解决方案中通常被使用来达到构造上的原因。具体地，不需要用于与支承动力电池的金属框体绝缘的比如条材或衬垫或垫层等附加绝缘构件，因为动力电池壳体自身作为绝缘构件发挥功能。因此，比起常规动力电池，当使用本发明的动力电池时，可减少动力电池系统的部件数量。

为了实现将动力电池用于深水应用，处于这种动力电池的内部中的任何部件比如电容器组和/或电子模块可以特别适于加压环境，因为高的深水压力不仅作用于动力电池的外部上而且还作用于其内部中。因此，暴露于高压力且可选地暴露于介电流体的动力电池部件可以根据相关标准(例如DNV-RP-A203“Qualification procedures for new technology(用于新技术的质量评定程序)”)被测试和证明合格。具体地，可以例如在处于1.5×300巴的压力容器中测试部件。压力容器被充注有相关介电流体，来调查部件在那些恶劣环境中的功能是否相同于大气压环境中的。

根据本发明，进一步提供了动力电池系统，其包括被构造成可更换的多个这种动力电池、用于支承动力电池的框体、和用于连接至动力电池的电连接件特别是汇流排机构(busbar arrangement)。动力电池系统特别适于深水应用，因为动力电池系统可被简单地配置在封装动力电池系统的外部壳体中。“封装”意指动力电池系统的动力电池被置于介电环境中。

可选地，动力电池系统包含暴露于压力的动力电池，以便简化总体构造，因为提供大气压环境的外部壳体可被省略。因此，动力电池系统不处于大气压环境，而是动力电池系统被保持在加压环境中。“加压环境”在本发明的背景中意指内部压力相似于外部压力，例如海床条件下的深水压力。

本发明的特别有利的实施例和特征由从属权利要求给出，如在以下描述中揭示的。再一些实施例可以通过组合以下描述的各个实施例的特征来导出，并且各权利要求类别的特征可通过任意适当的方式进行组合。

在根据本发明的动力电池的一优选实施例中，动力电池包括被密封的结构。“被密封的结构”意指动力电池壳体完全封装动力电池的内部部件和部分，使得动力电池的内部的部件、部件的碎片或部分在电容器组或电子模块可能受到损伤的情况下被保持在动力电池壳体内。因此，有可能在动力电池系统的一个或多个动力电池失效的情况下保持整个系统正常运转，因为其它动力电池尤其是直接地或间接地邻近受损动力电池的动力电池不受这种失效的影响。

优选地，根据本发明尤其是根据该实施例的动力电池包括压力补偿系统。这种系统允许将动力电池的内部压力快速且容易地补偿至其外部或周围环境的压力。因此，如果压力在这种动力电池的环境中增加，例如由于动力电池沉到更深的水中导致的压力增加，则所述系统允许将内部压力补偿至与作用在动力电池上的外部压力相似的压力。“相似压力”在本发明的背景中意指在动力电池的内部和外部使用几乎相同或只是略微不同的压力。在一些实施例中，可能有利的是在动力电池内存在小的过压，以便稳定动力电池壳体的构造。

这类压力补偿系统的优选示例可以是波纹管或囊体(bladder)，其被放置在动力电池壳体内，用以抵消在压力和/或温度变化期间发生的体积差。可能的是：压力补偿系统具有通向动力电池的外部的开口，使得围绕动力电池流动的流体可流动到压力补偿系统中。于是可以通过将一些流体通过所述开口吸入压力补偿系统中来补偿动力电池的外部上的过压。例如，一些流体可以被推入动力电池内的囊体中，由此减小动力电池中的空间。因此，动力电池内的压力将由于空间的减小而增加。

优选地，所述压力补偿系统包括处于所述动力电池壳体中的多个开口，用于根据环境压力调节处于所述动力电池壳体的内部中的压力。所述开口可以允许外部流体侵入动力电池的内部中，使得动力电池的内部和外部的压力被保持平衡，即几乎相等。这是非常简单的压力补偿方法，同时在本发明的意义上维持壳体的密封。开口的尺寸优选处于大约1mm～大约10mm内，并且优选处于大约1mm～大约5mm内。开口可优选地被设计成使得它们允许动力电池壳体的内部与外部之间的压力补偿。在该构造中，不必需要压力补偿系统的附加部件。当然，开口可与如前面段落中描述的附加压力补偿系统组合。

在根据本发明的动力电池的再一实施例中，在动力电池壳体中包括多个开口，其被实现来允许冷却流体循环穿过动力电池的内部。优选地，开口位于动力电池的底部和顶部中，使得流体被允许流动穿过动力电池的内部。在该实施例中，开口优选是大开口，其尺寸大于大约10mm，且更优选大于大约50mm。在一特定优选实施例中，开口占据动力电池壳体的底部和/或顶部的至少一部分优选为全部。在该构造中，可由于开口的尺寸而省略附加压力补偿系统。原因是：开口的尺寸如此大以致内部和外部彼此直接相连，使得在任何时间，动力电池的内部都具有与环境压力相似或相等的压力。

根据该实施例的动力电池的开口优选包括过滤器。过滤器可为过滤网或由特定材料制成的任何其它过滤器，使得部件或内部部件的碎片或部分可以在动力电池内的部件发生爆炸或以其它方式失效的情况下向动力电池的外部传输时被过滤和/或妨碍。如果开口被这种过滤器覆盖，则能轻松地避免破损电池部件的碎片或部分对围绕动力电池和/或邻近动力电池的流体的污染。

优选地，动力电池可以包括热交换器，用于冷却动力电池的内部，尤其是电子模块比如半导体(例如IGBT)。热交换器可以是主动热交换系统，或者可以是被动系统，例如突出穿过动力电池壳体的散热器。由此，热交换器被配置在动力电池壳体的一部分中。热交换器允许通过将热主动地或被动地输送至动力电池的外部，来降低动力电池内部中的温度。通过主动地或被动地冷却热交换器的外部，可以同时降低动力电池的内部中的温度。在一个优选构造中，电子模块特别是半导体被安装直接至热交换器，例如设置有散热器，以使这些部件的冷却最有效。

动力电池可以包括多个电子模块。由于根据本发明的动力电池的内部通常被加压，这意味着处于与周围环境大约相同的压力，例如在水下大约3000米，因此所有电子部件都必需承受这种高压力。

根据如以上详细说明的包括用于支承多个可更换动力电池的框体的动力电池系统的一个优选实施例，所述系统可以包括用于动力电池的冷却系统。冷却系统可以是被动冷却系统比如热交换器或主动冷却系统比如风扇或类似物。

被动冷却系统的一个优选示例可以是使用流体的对流冷却系统。“对流冷却系统”意指这样一种系统，其中冷却流体优选为惰性流体循环穿过动力电池系统，由此冷却动力电池。冷却流体的循环由对流机制驱动，其中流体的温度在动力电池的较暖和部分处被增加。被加热的流体然后将在动力电池系统的较冷部分处被冷却，特别是外部壳体处，其通常被环绕动力电池系统的外部冷水冷却。在动力电池系统的那些部分处，流体从具有较高温度的动力电池部分循环至具有较低温度的动力电池系统部分，并且在流体的冷却之后，回到具有较高温度的区域。

待在本发明的动力电池系统中使用的适当流体为惰性流体比如介电流体。即使在流体与动力电池或动力电池系统的部件直接接触的情况下，介电流体也不会在动力电池中造成短路，。这种介电流体的优选示例为硅油、矿物油或酯系聚合物流体。这类流体的优点是它们的密度通常随温度增加而降低。这可被使用来引起上升的自由对流流动。外部壳体的较冷壁将对流体密度具有相反的效应，引起下降的自由对流流动。循环流动将提供必需的热传递，来确保充分冷却动力电池，尤其是生成大量热能的动力电池部件，比如电容器和电子模块。

根据本发明的一个变型或再一实施例，动力电池系统可以包括围绕安装框体和动力电池的外部壳体。外部壳体特别适于深水应用。特别地，外部壳体防止水进入动力电池系统。外部壳体具有相对于环境尤其是相对于周围海水封装动力电池系统部件的功能。一般来说，外部壳体的附加功能是承受周围深水环境的压力，例如大于300巴或更多的压力。

可选地，外部壳体允许补偿动力电池系统的内部与外部之间的压力，使得动力电池系统的内部压力与动力电池系统的外部压力相似或几乎相等。因此，在深水应用期间，动力电池系统通常处于加压状态。这允许实现动力电池系统的更简单的总体构造，因为不再需要如水下应用中常规使用的附加压力补偿系统。

优选地，围绕动力电池系统的外部壳体包括用于整个动力电池系统的体积补偿系统。该系统允许补偿将在动力电池系统的存储、运输、安装和取回期间发生的外部壳体的外部与内部之间的压力和温度差。换言之，动力电池系统内的压力将被保持几乎等于环境压力，例如周围海水的压力。体积补偿器可以例如包括柔性元件，比如波纹管、膜片或囊体，其将周围的外侧压力传输至外部壳体的内侧，并允许外部壳体内的介电流体的体积变化。这类动力电池和动力电池系统例如可适用于深水电网系统，特别是变速驱动器，例如用于从极端深度开采油和/或气体或在这些深度压缩气体的系统。

再一实施例提供包括呈任一种上述构造的动力电池系统的海底变速驱动器。

用于海底或深水应用的动力电池系统的实际上优选的实施例在以下被描述。动力电池系统包括多个可更换的动力电池、用于支承动力电池的框体、和围绕安装框体和动力电池的外部壳体，其中整个系统适于深水应用。动力电池、框体和外部壳体可被实施为与在本发明的前述优选实施例中描述的相同方式。

动力电池系统的每个动力电池分别包括由绝缘材料制成的动力电池壳体、电容器组、电子模块、和输入/输出连接器。

为了承受深水应用中的高压力，框体优选至少部分地由金属材料制成，而具有适当刚性的其它非金属材料也可被使用。如果动力电池系统进一步包括用于连接所述多个动力电池的输入/输出连接器的电连接件，则框体优选支承电连接件。

根据再一优选实施例，外部壳体至少部分地充注有介电流体，特别是介电液体。至少部分地充注在本发明的背景中意指流体量被调整成使得介电流体可被用于克服壳体的内侧生成反压力，以使动力电池系统适应于深水应用。此外，流体可被使用来防止水进入动力电池系统中。一般来说，在将系统移动至海床期间在动力电池系统的外部壳体外的压力上升，并且内部与外部压力之间的差值优选通过如前面详细描述的用于使压力相等的体积补偿系统得到均等化。外部壳体内的流体可被使用来协助在外部壳体内生成相应的反压力。为此目的，适于使用较少或不可压缩的介电流体，比如呈溶液或凝胶形式的流体，来以整个动力电池系统的相对较大的内部体积生成反压力。介电流体可以例如是液体，比如硅油、变压器油或类似物。

此外，动力电池系统可选地包括用于动力电池的冷却系统，其可被实施为如前面相对于通用优选实施例所描述的那样。

该动力电池系统特别适于承受深水应用中的高压力，比如在例如正常海平面下大于200米处存在的高压力的条件中的高压力。特别地，动力电池、框体和外部壳体适于这些恶劣条件。

本发明的上述方面和实施例的特征可进行组合，除非有相反说明。

附图说明

从以下详细描述，结合附图进行理解，本发明的其它目的和特征将变得清楚明了。然而，应该明白的是：附图仅被设计来用于例示的目的，而不是对本发明的限制进行限定。附图中，相似附图标记贯穿全体指代相似的物体。图中的物体并不一定按比例进行绘制。

图1示出了包括被安装在框体中的多个根据本发明的动力电池的动力电池系统的一些部分的透视图；

图2示出了根据本发明的动力电池的第一实施例的透视图；

图3示出了与图2的动力电池类似的第一实施例的动力电池的一个变型的分解视图；

图4示出了根据本发明的动力电池的第二实施例的透视图；

图5示出了根据本发明的动力电池的第三实施例的透视图；

图6示出了在其中使用了图3所示动力电池的变速驱动器的一些部分的透视图；

图7示出了用于陆上用途的现有技术动力电池系统的前视图；

图8示出了图7的现有技术动力电池系统的放大视图。

具体实施方式

图1示出了包括根据本发明的多个动力电池1和框体20的用于深水应用的动力电池系统100(只部分地示出)的透视图。系统100因动力电池1的特定构造而被调节为用于深水应用。每个动力电池包括绝缘动力电池壳体2、输入连接器5和输出连接器6。动力电池1的动力电池壳体2在动力电池1的顶部具有开口15。

如图1中示出的，金属框体20在其两个侧面的每个上具有两行和五列的动力电池存储位置。总计，如图1中例示的框体20具有用于20个动力电池1的位置。当然，具有更少或更多动力电池存储位置的框体可被构造，而不背离本发明。另外，也可使用例如处于分离的列和行或处于圆柱形形式的动力电池1的替代配置。在每个位置处，动力电池1可被安装。优选地，动力电池1被安装成使得它们可被容易地移除以进行维修或更换。

动力电池1中的每个的动力电池壳体2由绝缘材料制成。因此，每个动力电池1与支承动力电池的金属框体20电绝缘。此外，绝缘动力电池壳体2还允许每个动力电池与周围的动力电池电绝缘。

根据本发明的具有绝缘动力电池壳体2的动力电池1优于如图7和8中示出的现有技术动力电池200，因为它们在动力电池200的壳体与安装框体300之间不需要任何附加的绝缘材料400。常规上，与金属框体和周围动力电池的电绝缘是以由绝缘材料制成的衬垫或层形成的。因此，根据本发明，能够使动力电池更简单和更便宜，因为不需要如在常规动力电池中使用的附加绝缘元件。而且，更容易更换动力电池，因为动力电池1可被直接安装到框体2中。

如图1中示出的动力电池1包括输入连接器5和输出连接器6。输入/输出连接器5、6被配置在每个动力电池1的一侧，使得它们可容易地与动力电池系统的汇流排机构(图中未示出)连接，以使连接器与动力电池系统的其它电子部件电连接。

在图1中，动力电池1被示出，其在绝缘动力电池壳体2的顶侧具有开口15。所述开口被配置成使得所述开口与框体2的每个金属部分或周围动力电池1具有特定的距离。因此，即使在开口部分处不存在绝缘材料，动力电池1也与框体20电绝缘。在动力电池壳体2的基底处，也可提供相应的开口(在图1中未示出)。这些开口可被使用来冷却动力电池1的内部部件，尤其是电容器组(图中未示出)，方法是借助于流动穿过动力电池1的内部的冷却流体。

图2示出了根据本发明的动力电池1的第一实施例的透视图，其包括动力电池壳体2、输入和输出连接器5、6以及热交换器7。动力电池壳体由绝缘材料制成，以提供与动力电池系统的周围部分(图中未示出)比如框体或周围动力电池等的电绝缘。根据该实施例的动力电池壳体2被提供成使得动力电池的内部对环境密封。因此，动力电池的处于其内部隔间中的部件被防止受到任何污染，所述污染可能由于周围动力电池的失效而造成。另外，在这种动力电池1失效的情况下，处于动力电池的内部中的部件或那些部件的碎片将被保持在密封的壳体中，从而避免对该动力电池的外部上的任何污染。

随着动力电池的内部部件尤其是电子模块和电容器组在操作期间发热，优选的是冷却被密封的动力电池的内部。为了这种冷却操作，一个或多个热交换器7可以被提供在动力电池壳体2的一部分中。“被提供在动力电池壳体中”意指热交换器的第一部分通常被提供在壳体外，而第二部分被提供在动力电池壳体内。第一和第二部分彼此连接成使得生成的热能可从动力电池的内部传输至外部。为了允许热能的这种传输，被提供在动力电池外的第一部分被冷却达这样一种程度，即热能被生成在动力电池内，尤其是电子模块(例如绝缘栅双极晶体管，也被称为IGBT)处。热交换器7的外部部分可以是散热器，其将来自生成于固体材料内的较高温度的热能传递至较低温度的流体介质。这类散热器的示例是主动或被动部件，其优选包括基底和多个翅片。翅片负责增加负责能量传递的表面面积。为了附加地增加热传递速率，主动冷却元件比如冷却风扇或类似物可以被提供在翅片处。替代地，翅片可以被配置成使得翅片之间的冷却流体的对流流动不被妨碍。如果翅片被大致垂直地设置，则冷却流体的对流流动通常被支持。

图3示出了根据第一实施例的动力电池1的一变型的分解视图。该动力电池1包括动力电池壳体2、用于输入/输出连接器的开口4和电子模块8。在图3中，连接器未被示出，因为它们通过打开动力电池而被拉回了到动力电池壳体的内部中。连接器位于与电子模块8连接的内部总线汇流排11(在图3中部分地示出)的端部处。内部汇流排优选包括具有高导电性的材料，以允许电气模块分别与输入和输出连接器之间的良好连接性。在操作状态中，内部汇流排11和电子模块8被封装在密封的动力电池壳体中。在动力电池壳体的主要部件中，电容器组(图中未示出)被提供。

为了适于深水应用，优选的是在动力电池壳体中提供压力补偿系统。因此，动力电池系统的每个动力电池具有其自身的压力补偿系统，使得动力电池的外部可被设定为处于环境压力，例如在海床的深水条件中存在的压力。优点是：整个动力电池系统不必如常规系统中那样被置于一个大气压的压力处。

图4示出了根据本发明的动力电池1的第二实施例的透视图，其包括动力电池壳体2、输入和输出连接器5、6、热交换器7(只示出了外部部分)、以及小开口25。

动力电池壳体2优选由绝缘材料制成，并且连接器5、6和热交换器7处于与第一实施例中相同的位置。与第一实施例的差别是在动力电池壳体的顶部和/或底部设置有开口25。这些开口是小的通孔，其延伸穿过动力电池壳体2，以允许将动力电池壳体内的压力补偿至存在于动力电池1的环境中的压力。开口的尺寸小，使得动力电池壳体被视为几乎是密闭的。因此，在动力电池失效的情况下，大部分部件或其碎片被保持在动力电池壳体中。开口25大到足以用于压力补偿。当然，即使在大致密闭的动力电池壳体中设置有小开口，根据该实施例的动力电池还可以具有附加的压力补偿系统。

图5示出了根据本发明的动力电池的第三实施例的透视图。该动力电池包括动力电池壳体2、电容器组3、输入和输出连接器5、6、热交换器7、电子模块8、和处于动力电池的顶部和底部的开口15、16。

根据该实施例，开口15、16延伸跨越动力电池壳体2的顶部和底部的总面积。该配置的优点是冷却流体能自由地流动穿过动力电池1的内部。因此，不需要压力补偿系统，因为内部上的压力相同于动力电池的外部上的压力。优选地，这些开口被比如过滤网等过滤器(图中未示出)覆盖，以在动力电池破损之后将部件及其破损碎片保持在动力电池内。动力电池外侧的流体与破损动力电池的部件或碎片的污染能通过这种过滤器被大致避免或至少被妨碍。

由于处于动力电池壳体的顶侧和底侧的过滤器在图5中未示出，所以内部部件是可见的。多个电容器组3被配置在动力电池1的主要部分中的数个行和列中。电容器组3被直接连接至电子模块8，其中这些连接在图5中未示出，以便更好地理解。

动力电池1中的输入和输出连接器5、6、热交换器7以及带有内部汇流排11的电子模块8与第一和第二实施例中相同。因此，对于这些部件的详细说明，我们参考在先的说明。

在图6中，示出了用于深水应用的变速驱动器500的零部件的透视图，其中使用了如图1中示出的动力电池系统100。动力电池系统100在图6中被示出在右侧，包括根据本发明第一实施例的多个动力电池1、金属框体20和汇流排机构18。汇流排机构18使动力电池中的每个的输入和输出连接器彼此连接。被会集的输入和输出端连接至变压器单元50。因此，动力电池系统100是单独的系统，其能被使用在加压气氛中，因为每个动力电池1适于深水应用。因此，动力电池系统100能被做得更简单，并且不需要将动力电池系统封装在壳体中，所述壳体在其内部保持一个大气压的环境。

在图7中，示出了用于陆上用途的现有技术动力电池系统的前视图，其中多个动力电池200被支承在金属框体300中。由于动力电池壳体由金属材料制成，所以在动力电池壳体与框体300之间配置呈衬垫形式的绝缘材料400。绝缘材料是必需的，以使动力电池200与用于支承动力电池的金属框体绝缘。

图8示出了图7的现有技术动力电池系统的放大视图。如从该图能够看出的，动力电池具有动力电池壳体，所述动力电池壳体具有数个开口，以允许冷却流体优选为气体流动穿过动力电池。然而，如从该图能容易地估计出的，所述常规动力电池不适于在加压气氛下使用，因为动力电池的电气模块和其它零部件未被适宜地防止在这类极端条件下受到损坏和短路。

尽管已经以优选实施例及其变型的形式公开了本发明，但是应该明白的是：可以对其做出众多附加的修改和变型，而不背离本发明的范围。虽然变速驱动器被用作用于描述的基础，但是根据本发明的动力电池可以被恰倒好处地用于除了变速驱动器之外的海底应用。例如，动力电池可以用于例如海底交通工具的马达或海底发电厂等。为了简明起见，应该明白的是：贯穿本申请使用的“一”或“一个”不排除多个，并且“包括(包含)”不排除其它步骤或要素。“单元”或“模块”可包括多个单元或模块，除非另有说明。

Claims (20)

1. 用于深水应用的动力电池(1)，包括动力电池壳体(2)、电容器组(3)、电子模块(4)、和输入/输出连接器(5、6)，其中所述动力电池壳体(2)基本由绝缘材料制成。

2. 根据权利要求1所述的动力电池，包括：被密封的结构。

3. 根据权利要求1或权利要求2所述的动力电池，包括：压力补偿系统。

4. 根据权利要求3所述的动力电池，其中，所述压力补偿系统包括处于所述动力电池壳体(2)中的多个开口(14)，用于根据环境压力调节处于所述动力电池壳体的内部中的压力。

5. 根据权利要求1所述的动力电池，包括：处于所述动力电池壳体中的多个开口(15)，其被实现来允许冷却流体循环穿过所述动力电池的内部。

6. 根据权利要求5所述的动力电池，其中，开口(15)包括过滤器(16)。

7. 根据前述权利要求中任一项所述的动力电池，包括：热交换器(7)，用于冷却所述动力电池的内部。

8. 根据权利要求7所述的动力电池，其中，所述热交换器(7)被配置在所述动力电池壳体(2)的一部分中。

9. 根据前述权利要求中任一项所述的动力电池，包括：多个电子模块(8)。

10. 动力电池系统(100)，包括：根据权利要求1-9中任一项所述的多个可更换的动力电池(1)、用于支承所述动力电池(1)的框体(20)、和用于连接至所述动力电池的电连接件(18)。

11. 如权利要求10所述的动力电池系统，包括：用于所述动力电池的冷却系统。

12. 如权利要求11所述的动力电池系统(100)，包括：使用流体的对流冷却系统。

13. 根据权利要求12所述的动力电池系统(100)，其中，所述流体是介电流体，优选为硅油、矿物油或酯系聚合物流体。

14. 根据权利要求10-13中任一项所述的动力电池系统(100)，包括：围绕所述安装框体和所述动力电池的外部壳体，其适于深水应用。

15. 用于深水应用的动力电池系统(100)，包括：

- 多个可更换的动力电池(1)，每个动力电池(1)包括动力电池壳体(2)、电容器组(3)、电子模块(4)、和输入/输出连接器(5、6)，

- 用于支承所述动力电池(1)的框体(20)，和

- 围绕所述安装框体(20)和所述动力电池(1)的外部壳体，

其特征在于，所述动力电池(1)中的每个的动力电池壳体(2)由绝缘材料制成。

16. 根据权利要求15所述的动力电池系统(100)，其中，所述框体(20)至少部分地由金属材料制成。

17. 根据权利要求15或16所述的动力电池系统(100)，进一步包括：用于连接所述多个动力电池的输入/输出连接器的电连接件(18)。

18. 根据权利要求17所述的动力电池系统(100)，其中，所述框体(20)支承所述电连接件(18)。

19. 根据权利要求15-18中任一项所述的动力电池系统(100)，其中，所述外部壳体至少部分地充注有介电流体。

20. 根据权利要求15-18中任一项所述的动力电池系统(100)，进一步包括：用于所述动力电池的冷却系统。

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