干式轨道交通机车储能电容器及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种干式轨道交通机车储能电容器及其制备方法，涉及储能电容器技术领域，本方法中，首先确定待制备干式轨道交通机车储能电容器的电气参数；电气参数至少包括：工作电流有效值、损耗角正切值、额定电压、最大冲击电流；然后基于上述电气参数，选取待制备干式轨道交通机车储能电容器的元件材料及制备工艺，并根据制备工艺，对元件材料进行加工，得到待制备干式轨道交通机车储能电容器的样品。本发明专利技术能够根据实际轨道机车的具体情况，确定出需要制备的电容器的各项电气参数，基于该电气参数，对制备材料及制备工艺进行选择及制备，得到满足需求的干式轨道交通机车储能电容器。

【技术实现步骤摘要】
干式轨道交通机车储能电容器及其制备方法
本专利技术涉及储能电容器
，尤其是涉及一种干式轨道交通机车储能电容器及其制备方法。
技术介绍
近年来，我国城市轨道交通发展突飞猛进，地铁、高铁、动车等成了主要交通工具。轨道交通机车电容器是轨道交通工具中重要的设备器件。而这种电容器国内的制造技术还停留在传统的电力电容器的水平上。有为数不多的电容器厂家开始研发和试制、量产超级电容器，但技术和材料工艺等还不能与国外先进技术相比，还需大量进口，所以研发适用于轨道机车的电容器迫在眉睫。轨道机车电容器从技术原理层面上讲，不同于静止的交流电力电容器，也不同于一般的直流滤波电力电容器，它的工作状态是在有固定频率开关条件下，如图1所示，当电动机加速时，电功率从交流电源通过整流器——逆变器——输送给电动机，使机车加速；另一方面，在机车减速或暂停状态下将电动机尚未释放的动能从电动机——逆变器——整流器返回给交流电源，使机车减速。该电容器作为储能元件，在可控硅斩波电路中，起逆变换流作用，不停的转换电能，保证车辆正常行驶，且电容器的可靠性要求必须高于其他电容器。现有的电容器中，传统油浸式直流电力电容器，体积笨重，易污染，且对高压大电流具有不适应性，而超级电容器成本昂贵、工艺不成熟以及对进口的依赖性很强。因此，为满足现行机车设备的市场需要，迫切需要在传统的油浸式电容器和超级电容器之间对电力储能电容器进行创新。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种干式轨道交通机车储能电容器及其制备方法，能够根据实际机车的具体情况，确定出需要制备的电容器的各项电气参数，基于该电气参数，对制备材料及制备工艺进行选择及制备，得到满足需求的干式轨道交通机车储能电容器。第一方面，本专利技术实施例提供了一种干式轨道交通机车储能电容器制备方法，包括：确定待制备干式轨道交通机车储能电容器的电气参数；电气参数至少包括：工作电流有效值、损耗角正切值、额定电压、最大冲击电流；基于电气参数，选取待制备干式轨道交通机车储能电容器的元件材料及制备工艺，并根据制备工艺，对元件材料进行加工，得到待制备干式轨道交通机车储能电容器的样品。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，基于电气参数，选取待制备干式轨道交通机车储能电容器的元件材料及制备工艺，并根据制备工艺，对元件材料进行加工，得到待制备干式轨道交通机车储能电容器的样品，具体包括：选取进口聚丙烯薄膜材料，制备两层聚丙烯薄膜，作为待制备干式轨道交通机车储能电容器的绝缘介质；在每层聚丙烯薄膜上蒸镀金属层；金属层的材料为锌铝合金；金属层的面积小于聚丙烯薄膜的面积，在聚丙烯薄膜的一侧形成预留边；采用梯形镀膜技术，对与预留边相对的金属层的一侧边缘进行加厚处理，得到两块边缘加厚的蒸镀锌铝层的金属化薄膜；将两块边缘加厚的蒸镀锌铝层的金属化薄膜，以聚丙烯薄膜为接触面背靠背贴合在一起；采用喷金工艺，在两块边缘加厚的蒸镀锌铝层的金属化薄膜的金属层一侧分别形成一层喷金层，形成金属化膜；从喷金层引出待制备干式轨道交通机车储能电容器的两个电极引线；将金属化膜在卷绕机上进行卷绕，形成待制备干式轨道交通机车储能电容器的元件芯子；采用绝缘矿物质填充于元件芯子和外钢盒之间，得到待制备干式轨道交通机车储能电容器的样品。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，聚丙烯薄膜膜厚为0.01-0.035μm；金属层厚度为0.01μm。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，对与预留边相对的金属层的一侧边缘进行加厚处理后，加厚部分宽为2～4mm，厚度比未加厚部分增加0.5～2倍。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，喷金层的材料为锌铝合金；锌铝合金中的锌铝质量配比为5：5。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，金属层呈网格式结构。第二方面，本专利技术实施例提供一种根据第一方面所述的干式轨道交通机车储能电容器制备方法制备得到的干式轨道交通机车储能电容器，包括：元件芯子和外钢盒；元件芯子和外钢盒之间填充有绝缘矿物质；从元件芯子中引出电极引线；元件芯子包括：金属化膜经卷绕形成的电容器芯子；金属化膜包括：两块背靠背以聚丙烯薄膜为接触面贴合在一起的边缘加厚的蒸镀锌铝层的金属化薄膜，及两个喷金层；边缘加厚的蒸镀锌铝层的金属化薄膜包括：聚丙烯薄膜及蒸镀于聚丙烯薄膜上的金属层；金属层的面积小于聚丙烯薄膜的面积，在聚丙烯薄膜的一侧形成预留边；与预留边相对的金属层的一侧边缘经过加厚处理；金属层呈网格结构；两个喷金层分别覆于金属层上；金属层及喷金层的材料均为锌铝合金。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，聚丙烯薄膜膜厚为0.01-0.035μm；金属层厚度为0.01μm。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，经过加厚处理的加厚部分宽为2～4mm，厚度比未加厚部分增加0.5～2倍。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，喷金层的锌铝合金中的锌铝质量配比为5：5。本专利技术实施例带来了以下有益效果：在本专利技术实施例所提供的干式轨道交通机车储能电容器制备方法中，首先确定待制备干式轨道交通机车储能电容器的电气参数；电气参数包括：工作电流有效值、损耗角正切值、谐振频率、工作频率、额定电压、峰值电流、最大冲击电流及电容器容量中至少四项；然后基于上述电气参数，选取待制备干式轨道交通机车储能电容器的元件材料及制备工艺，并根据制备工艺，对元件材料进行加工，得到待制备干式轨道交通机车储能电容器的样品。本专利技术能够根据实际机车的具体情况，确定出需要制备的电容器的各项电气参数，基于该电气参数，对制备材料及制备工艺进行选择及制备，得到满足需求的干式轨道交通机车储能电容器。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中一种干式轨道交通机车电能转换电路的示意图；图2为本专利技术实施例一提供的一种干式轨道交通机车储能电容器制备方法的流程图；图3为本专利技术实施例一提供的一种轨道机车电容器的电流波形图；图4为本专利技术实施例一提供的另一种干式轨道交通机车储能电容器制备方法的流程图；图5为本专利技术实施例一提供的一种干式轨道交通机车储能电容器中蒸镀膜排列示意图；图6为本专利技术实施例一提供的一种干式轨道交通机车储能电容器内芯组成排列截面图；图7为本专利技术实施例一提供的一种干式轨道交通机车储能电容器中引线与喷金层示意图；图8为本专利技术实施例一提供的一种干式轨道交通机车储能电容器中芯子示意图。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种干式轨道交通机车储能电容器制备方法，其特征在于，包括：确定待制备干式轨道交通机车储能电容器的电气参数；所述电气参数至少包括：工作电流有效值、损耗角正切值、额定电压、最大冲击电流；基于所述电气参数，选取所述待制备干式轨道交通机车储能电容器的元件材料及制备工艺，并根据所述制备工艺，对所述元件材料进行加工，得到所述待制备干式轨道交通机车储能电容器的样品。

【技术特征摘要】
1.一种干式轨道交通机车储能电容器制备方法，其特征在于，包括：确定待制备干式轨道交通机车储能电容器的电气参数；所述电气参数至少包括：工作电流有效值、损耗角正切值、额定电压、最大冲击电流；基于所述电气参数，选取所述待制备干式轨道交通机车储能电容器的元件材料及制备工艺，并根据所述制备工艺，对所述元件材料进行加工，得到所述待制备干式轨道交通机车储能电容器的样品。2.根据权利要求1所述的干式轨道交通机车储能电容器制备方法，其特征在于，所述基于所述电气参数，选取所述待制备干式轨道交通机车储能电容器的元件材料及制备工艺，并根据所述制备工艺，对所述元件材料进行加工，得到所述待制备干式轨道交通机车储能电容器的样品，具体包括：选取进口聚丙烯薄膜材料，制备两层聚丙烯薄膜，作为所述待制备干式轨道交通机车储能电容器的绝缘介质；在每层所述聚丙烯薄膜上蒸镀金属层；所述金属层的材料为锌铝合金；所述金属层的面积小于所述聚丙烯薄膜的面积，在所述聚丙烯薄膜的一侧形成预留边；采用梯形镀膜技术，对与所述预留边相对的金属层的一侧边缘进行加厚处理，得到两块边缘加厚的蒸镀锌铝层的金属化薄膜；将所述两块边缘加厚的蒸镀锌铝层的金属化薄膜，以聚丙烯薄膜为接触面背靠背贴合在一起；采用喷金工艺，在所述两块边缘加厚的蒸镀锌铝层的金属化薄膜的金属层一侧分别形成一层喷金层，形成金属化膜；从所述喷金层引出所述待制备干式轨道交通机车储能电容器的两个电极引线；将所述金属化膜在卷绕机上进行卷绕，形成所述待制备干式轨道交通机车储能电容器的元件芯子；采用绝缘矿物质填充于所述元件芯子和外钢盒之间，得到所述待制备干式轨道交通机车储能电容器的样品。3.根据权利要求2所述的干式轨道交通机车储能电容器制备方法，其特征在于，所述聚丙烯薄膜膜厚为0.01-0.035μm；所述金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴德余，向荣，
申请(专利权)人：亿曼丰科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44