一种圆柱形超级电容模组结构及其成组方法技术

本发明专利技术公开了一种圆柱形超级电容模组结构及其成组方法，其包括底板（1）、顶板（4），所述底板与所述顶板之间设置多块中隔板，使所述底板与顶板之间构成多层容纳空间，每层容纳空间内放置多排电容并联组件（6、7），且多根长螺杆（5）的一端穿过所述底板并被所述底板锁固，另一端穿过各中隔板、顶板后用紧固件紧固，使所述底板、各中隔板、顶板和多层多排电容并联组件固定成一体，且所述多层多排电容并联组件的上、下、左、右都被限位，各层电容并联组件依次电连接并由顶层电容并联组件的正、负总电气连接件输出。本发明专利技术紧固螺栓少，组装简单、方便，且利于超级电容模组的维护，大大提高工作效率。

A cylindrical supercapacitor module structure and its grouping method

【技术实现步骤摘要】
一种圆柱形超级电容模组结构及其成组方法
本专利技术涉及超级电容模组结构，特别是一种圆柱形超级电容模组结构及其成组方法。
技术介绍
超级电容作为储能元件，因能承受较大的充电电流，缩短充电时间，且单位体积能量密度大、绿色环保等优势，逐渐在轨道交通车辆得到了运用。目前超级电容单体外形主要有方形和圆柱形结构。方形单体的正/负极柱都在顶部，有螺栓连接和焊接连接两种方式，整个系统设计中，一般采用多个单体上下多层布置方式，导致对下层单体维护检修困难。圆柱形单体的正/负极柱在两端，有螺栓连接和焊接连接两种方式，圆柱形单体超级电容成组后的模组基本为单层超级电容独立成组，使用时多个圆柱形超级电容模组上、下堆叠构成多层结构，特别不利于下层模组的维护检修，且需要单个模组整体焊接后，再整体组装。这种组装方式不仅对焊接、加工工艺精度要求高，且模组整体重量重，存在组装不方便的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对现有轨道车辆中超级电容难组装、不方便维护的不足，提供一种易组装、易维护的圆柱形超级电容模组结构及其成组方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种圆柱形超级电容模组结构，其包括底板、顶板，其中：所述底板与所述顶板之间设置多块中隔板，使所述底板与顶板之间构成多层容纳空间，每层容纳空间内放置多排电容并联组件，且多根长螺杆的一端穿过所述底板并被所述底板锁固，另一端穿过各中隔板、顶板后用紧固件紧固，使所述底板、各中隔板、顶板和多层多排电容并联组件固定成一体，且所述多层多排电容并联组件的上、下、左、右都被限位；所述电容并联组件包括多个并列设置的电容单体，各电容单体的正极极柱连接固定在正极汇流母排上，各电容单体的负极极柱连接固定在负极汇流母排上。本专利技术将多个电容单体的正极极柱通过正极汇流母排焊接在一起，负极极柱通过负极汇流母排焊接在一起，形成模块化电容并联组件，并利用通过长螺杆串成一体的底板、多块中隔板、顶板形成多层容纳空间，每层容纳空间内放置多排电容并联组件，形成模块化的多层多排超级电容模组，不仅降低了连接导体与电容单体连接的加工难度，减少了电容并联组件的重量，便于组装和维护检修，而且通过长螺杆将各部件紧固成一体，减少了超级电容模组的紧固件数量，实现了快速组装。本专利技术可根据需要在一个超级电容模组内按多层多排布置电容并联组件，可尽量避免超级电容模组的上下叠置，方便下层电容并联组件的维护。本专利技术通过焊接方式实现电容单体的正、负极极柱与正、负极汇流母排的电连接，不仅可提高电流通过能力，还可减少电容单体与正极汇流母排、负极汇流母排连接的紧固件。本专利技术采用底板、中隔板、顶板构成的层次结构，还能起到加强多排电容并联组件之间电气间隙和爬电距离的作用。为对电容并联组件限位和固定，所述底板的上表面、所述中隔板的上、下表面、所述顶板的下表面分别设置用于卡置所述电容并联组件上电容单体的固定面和圆弧面，且所述固定面和圆弧面相对成组设置，每组固定面和圆弧面卡置一电容单体，通过圆弧面与电容单体的外圆柱面配合，固定面与电容单体的底面及顶面配合实现定位。为方便与外部电路电连接，所述多层多排电容并联组件依次串联，顶层电容并联组件上设置便于与外部电路连接的总电气连接件，且所述总电气连接件伸出所述顶板。一优选为，所述顶板上设置第一出线孔，顶层电容并联组件的顶部设置所述总电气连接件，且所述总电气连接件经所述第一出线孔伸出所述顶板。为对电容并联组件进行有效保护，每层容纳空间的两侧对称安装侧板，且所述侧板穿入所述长螺杆，与所述底板、各中隔板、顶板和多层多排电容并联组件固定成一体。为对电容并联组件进行有效保护，同时为方便维护，所述顶板和所述底板的端部固定连接活动盖板。为方便电路配置需要，所述底板和所述顶板的一端固定连接均衡单元，所述顶板上设置方便所述均衡单元出线的第二出线孔。为保证本专利技术超级电容模组的散热需要，所述底板上设置第一通风孔，所述中隔板上设置第二通风孔，所述顶板上设置第三通风孔，所述第一通风孔经各中隔板上的第二通风孔连通所述第三通风孔形成自下而上的散热通道。为简化组装步骤，并方便提拉本专利技术超级电容模组，所述长螺杆一体锁固拉手组装，且所述拉手组装位于所述顶板上。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了所述圆柱形超级电容模组结构的成组方法，其包括：步骤1：将多个电容单体的正极极柱焊接在正极汇流母排上，负极极柱焊接在负极汇流母排上形成电容并联组件；步骤2：将长螺杆的一端依次穿过底板、第一层的侧板，并使长螺杆上的定位块与底板上的止挡凹槽形成限位，在底板上放置第一层电容并联组件，且底板上的固定面、圆弧面对电容并联组件的下部进行限位完成第一层组装；步骤3：在第一层组装的基础上将一中隔板、第二层的侧板穿过所述长螺杆，中隔板上放置第二层电容并联组件，且中隔板下表面上的固定面、圆弧面对第一层电容并联组件的上部进行限位，中隔板上表面上的固定面、圆弧面对第二层电容并联组件的下部进行限位，完成第三组装，并以此类推完成各层组装；步骤4：将顶板穿过所述长螺杆，且顶板下表面的固定面、圆弧面对顶层的电容并联组件的上部进行限位，顶层的电容并联组件上的总电气连接件伸出顶板上的第一出线孔；步骤5：将拉手组装穿入所述长螺杆后，用紧固件将长螺杆紧固，使底板、顶板、各层侧板、各中隔板、各层电容并联组件组装成一个整体，并将各层电容并联组件依次电连接后由顶层电容并联组件的总电气连接件输出；步骤6：将均衡单元的两端分别与底板、顶板连接，完成均衡单元的组装；步骤7：在底板、顶板的两端分别安装活动盖板，即成。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1）本专利技术将电容单体组成电容并联组件再拿到现场组装成超级电容模组，不仅降低了现场进行连接导体与电容单体连接的加工难度，而且相对传统组装将超级电容模组组装后再搬去现场的做法，大大减少了一次搬运电容单体的重量，更便于超级电容模组的组装和维护检修；2）底板、侧板、中隔板、顶板、活动盖板均采用复合绝缘材料，提高了模组的绝缘性能和检修维护的安全性；3）采用底板、中隔板和顶板上设置固定面和圆弧面的结构，解决了圆柱形电容难以固定的问题；4）模组组装工艺简单，采用长螺杆将底板、侧板、电容并联组件、中隔板和顶板逐层串起来安装紧固的方式，紧固螺栓少，安装快捷方便；5）模块化设计理念，有利于根据系统要求调整电容并联组件中并联电容的数量以及电容并联组件串联层数，达到能快速适应不同系统的需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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为本专利技术圆柱形超级电容模组结构一实施例的立体结构示意图；图2为图1拆掉侧板的立体结构示意图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆柱形超级电容模组结构，包括底板（1）、顶板（4），其特征在于：/n所述底板与所述顶板之间设置多块中隔板，使所述底板与顶板之间构成多层容纳空间，每层容纳空间内放置多排电容并联组件（6），且多根长螺杆（5）的一端穿过所述底板并被所述底板锁固，另一端穿过各中隔板、顶板后用紧固件紧固，使所述底板、各中隔板、顶板和多层多排电容并联组件固定成一体，且所述多层多排电容并联组件的上、下、左、右都被限位；/n所述电容并联组件包括多个并列设置的电容单体（61），各电容单体的正极极柱连接固定在正极汇流母排（62）上，各电容单体的负极极柱连接固定在负极汇流母排（63）上。/n

【技术特征摘要】
1.一种圆柱形超级电容模组结构，包括底板（1）、顶板（4），其特征在于：
所述底板与所述顶板之间设置多块中隔板，使所述底板与顶板之间构成多层容纳空间，每层容纳空间内放置多排电容并联组件（6），且多根长螺杆（5）的一端穿过所述底板并被所述底板锁固，另一端穿过各中隔板、顶板后用紧固件紧固，使所述底板、各中隔板、顶板和多层多排电容并联组件固定成一体，且所述多层多排电容并联组件的上、下、左、右都被限位；
所述电容并联组件包括多个并列设置的电容单体（61），各电容单体的正极极柱连接固定在正极汇流母排（62）上，各电容单体的负极极柱连接固定在负极汇流母排（63）上。


2.根据权利要求1所述的一种圆柱形超级电容模组结构，其特征在于，所述底板的上表面、所述中隔板的上下表面、所述顶板的下表面分别设置用于卡置所述电容并联组件上电容单体的固定面（12、32、42）和圆弧面（13、33、43），且所述固定面和圆弧面相对成组设置，每组固定面和圆弧面卡置一电容单体。


3.根据权利要求1所述的一种圆柱形超级电容模组结构，其特征在于，所述多层多排电容并联组件依次串联，顶层电容并联组件上设置便于与外部电路连接的总电气连接件（71），且所述总电气连接件伸出所述顶板。


4.根据权利要求3所述的一种圆柱形超级电容模组结构，其特征在于，所述顶板上设置第一出线孔（44），顶层电容并联组件的顶部设置所述总电气连接件（71），且所述总电气连接件经所述第一出线孔伸出所述顶板。


5.根据权利要求1所述的一种圆柱形超级电容模组结构，其特征在于，每层容纳空间的两侧对称安装侧板（2），且所述侧板穿入所述长螺杆，与所述底板、各中隔板、顶板和多层多排电容并联组件固定成一体。


6.根据权利要求1所述的一种圆柱形超级电容模组结构，其特征在于，所述顶板和所述底板的端部固定连接活动盖板（10）。


7.根据权利要求1所述的一种圆柱形超级电容模组结构，其特征在于，所述底板和所述顶板的一端固定连接均衡单元（8），所述顶板上设置方便所述均衡单元出线的第二出线孔（...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁伟民，毛业军，文午，龙源，白冰，张伟先，李玉梅，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43