一种圆柱形超级电容模组结构及其成组方法技术

一种圆柱形超级电容模组结构及其成组方法，其包括电容串并联模块（4），所述电容串并联模块（4）包括呈多层多排固定在支架（41）上的多个电容并联组件，所述电容并联组件包括多个并列设置的电容单体（9），且各电容单体的正极极柱连接固定在正极汇流母排（423）上，各电容单体的负极极柱连接固定在负极汇流母排（424）上，所述正极汇流母排和负极汇流母排的两端相对弯折形成第一凸台；所述支架在多个所述电容并联组件的两端对称设置，所述支架上设置与各电容并联组件上的第一凸台匹配的安装孔（411）；各电容并联组件两端的第一凸台分别嵌入并限位在所述支架的安装孔中，且相邻电容并联组件的第一凸台通过连接母排（44）连接固定。

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，其包括固定组件，所述固定组件包括连接成一体的底板、侧板及顶板，所述固定组件内固定安装电容串并联模块，其中：所述电容串并联模块包括呈多层多排固定在支架上的多个电容并联组件，所述电容并联组件包括多个并列设置的电容单体，且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，所述正极汇流母排和负极汇流母排的两端相对弯折形成第一凸台；所述支架在多个所述电容并联组件的两端对称设置，所述支架上设置与各电容并联组件上的第一凸台匹配的安装孔；各电容并联组件两端的第一凸台分别嵌入并限位在所述支架的安装孔中，且相邻电容并联组件的第一凸台通过连接母排连接固定。本专利技术通过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；并在正、负极汇流母排的两端分别对称设计两个第一凸台，正、负极汇流母排上的四个第一凸台嵌入支架的安装孔内，由于第一凸台的尺寸与支架上安装孔的尺寸匹配，因而可对电容并联组件的左右、上下进行限位，同时用连接母排实现相邻电容并联组件的电连接和电容并联组件的固定，从而通过相邻电容并联组件的电连接就能固定电容并联组件，实现了在紧固件数量减少状况下的电容串并联模块的快速组装。本专利技术根据需要在电容串并联模块内按多层多排布置电容并联组件，使一个超级电容模组内容置多个电容并联组件，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，且能减少超级电容模组使用时的组装时间。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。为使组装工艺简单，减少紧固螺栓的数量，本专利技术采用长拉杆依次穿过所述底板、侧板及顶板，将所述底板、侧板及顶板串成一体，且所述长拉杆的末端用紧固件紧固，使所述底板、侧板、电容串并联模块和顶板固定在一起，构成模块化的超级电容模组。为避免电容串并联模块在固定组件中晃动，所述侧板在所述底板及所述顶板的两侧对称安装，且所述侧板的内侧面设置用于对所述电容串并联模块限位的第一限位结构，使电容串并联模块中的电容单体定位，不会出现左右前后晃动的状况。优选地，所述第一限位机构为与所述电容单体的外圆柱面匹配的圆弧面，通过侧板的圆弧面与电容单体的外圆柱面配合实现定位。为方便与外部电路的连接，所述多层多排电容并联组件依次串联，顶层的电容并联组件上设置总电气连接件（包括总正极和总负极），且所述总电气连接件伸出所述固定组件。为避免电容并联组件过度伸出支架，所述电容并联组件的正极汇流母排和负极汇流母排的两端分别设置第二凸台，且所述第二凸台被所述支架的支撑梁干涉限位。为对电容串并联组件限位，所述底板、侧板及顶板上分别设置用于对所述电容串并联模块限位的卡槽，底层的电容并联组件的第二凸台嵌入，卡槽底层的电容并联组件嵌入所述底板和所述侧板的卡槽内，顶层的电容并联组件的第二凸台嵌入所述侧板和所述顶板的卡槽内。优选地，所述固定组件内安装均衡单元，且所述顶板上设有方便所述均衡单元出线的第二出线孔。优选地，所述底板上设置第一通风孔，所述顶板上设置第二通风孔，所述第一通风孔经所述电容串并联组件连通所述第二通风孔形成散热通道。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种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：将多个电容并联组件依次嵌入安装到支架上，使多个电容并联组件在支架内呈多层多排布置，且各电容并联组件通过连接母排电连接，形成电容串并联模块；步骤3：将长拉杆的一端穿过底板，并使长拉杆上的定位块与底板上的止挡凹槽形成限位；步骤4：将电容串并联模块置于底板上，并使底层的电容并联组件的第二凸台嵌入底板的卡槽内；步骤5：将两侧板分别穿过长拉杆，并使底层的电容并联组件的第二凸台嵌入侧板的卡槽内，两侧板内侧的圆弧面卡入电容串并联模块的电容单体之间对电容串并联模块限位；步骤6：将顶板穿过长拉杆，并使顶层的电容并联组件的第二凸台嵌入顶板的卡槽内，且电容串并联模块上的正、负极总电气连接件经第一出线孔伸出顶板；步骤7：将拉手组装穿过长拉杆，并使拉手组装置放在顶板上；步骤8：用紧固件将长拉杆紧固，使底板、侧板、顶板、拉手组装及电容串并联模块固定在一起形成模块化的超级电容模组，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。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）固定组件的底板、侧板、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）电容串并联模块的支架和连接绝缘板采用复合绝缘材料，满足电气绝缘性能要求；4）利用连接母排将限位在支架上的相邻电容并联组件的电气连接孔用紧固件连接，使得在固定电容并联组件的同时也完成了电容串并联模块的电气连接；5）模组组装工艺简单，采用长拉杆将底板、侧板、电容串并联模块和顶板串起来安装紧固的方式，减少了紧固螺栓的数量，使组装更为快速；6）这种方式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的层数，达到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，包括固定组件，所述固定组件包括连接成一体的底板（1）、侧板（2）及顶板（3），且所述固定组件内固定安装电容串并联模块（4），其特征在于：/n所述电容串并联模块（4）包括呈多层多排固定在支架（41）上的多个电容并联组件（42），所述电容并联组件包括多个并列设置的电容单体（9），且各电容单体的正极极柱连接固定在正极汇流母排（423）上，各电容单体的负极极柱连接固定在负极汇流母排（424）上，所述正极汇流母排和负极汇流母排的两端相对弯折形成第一凸台；/n所述支架在多个所述电容并联组件的两端对称设置，所述支架上设置与各电容并联组件上的第一凸台匹配的安装孔（411）；/n各电容并联组件两端的第一凸台分别嵌入并限位在所述支架的安装孔中，且相邻电容并联组件的第一凸台通过连接母排（44）连接固定。/n

【技术特征摘要】
1.一种圆柱形超级电容模组结构，包括固定组件，所述固定组件包括连接成一体的底板（1）、侧板（2）及顶板（3），且所述固定组件内固定安装电容串并联模块（4），其特征在于：
所述电容串并联模块（4）包括呈多层多排固定在支架（41）上的多个电容并联组件（42），所述电容并联组件包括多个并列设置的电容单体（9），且各电容单体的正极极柱连接固定在正极汇流母排（423）上，各电容单体的负极极柱连接固定在负极汇流母排（424）上，所述正极汇流母排和负极汇流母排的两端相对弯折形成第一凸台；
所述支架在多个所述电容并联组件的两端对称设置，所述支架上设置与各电容并联组件上的第一凸台匹配的安装孔（411）；
各电容并联组件两端的第一凸台分别嵌入并限位在所述支架的安装孔中，且相邻电容并联组件的第一凸台通过连接母排（44）连接固定。


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，长拉杆（5）的一端依次穿过所述底板、侧板及顶板，将所述底板、侧板及顶板串成一体，且所述长拉杆用紧固件紧固，使所述底板、侧板、电容串并联模块和顶板固定在一起。


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，所述侧板在所述底板及所述顶板的两侧对称安装，且所述侧板的内侧面设置用于对所述电容串并联模块限位的第一限位结构。


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，所述第一限位机构为与所述电容单体的外圆柱面匹配的圆弧面（23）。


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，所述多层多排电容并联组件依次串联，顶层的所述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（425），且所述正负极总电气连接件伸出所述固定组件。


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，所述电容并联组件的正极汇流母排和负极汇流母排的两端分别设置第二凸台，且所述第二凸台被所述支架的支撑梁（412）干...

【专利技术属性】
技术研发人员：白冰，毛业军，丁伟民，文午，张伟先，王显洲，
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