超級電容模組的制作方法

本實用新型涉及電氣設備技術領域，特別是涉及一種超級電容模組。

背景技術：

隨著社會經濟的發展，人們對于綠色能源和生態環境越來越關注。電化學電池作為一種常用的儲能設備，經過多年的發展，雖然取得了較為廣泛的應用，但由于其是通過電化學反應產生電荷遷移而儲存能量，因此，其一般使用壽命較短，尤其針對需大電流放電的產業應用，比如電動車等技術領域，其使用壽命會大打折扣。另外，部分電化學電池，比如鉛酸電池等對環境污染也較大；因此，迫切需要一種新型的儲能設備來彌補傳統電化學電池的不足。

超級電容單體作為一種價格低廉、儲能容量大、清潔無污染的一種新型儲能設備，在新能源技術領域，應用越來越廣泛。但由于超級電容單體的工作電壓較低，因此，通常需要通過多個超級電容單體相串聯形成超級電容模組才能得到較高的工作電壓。

超級電容模組單體的高度也比較高，也就是說，超級電容模組的重心也會隨之變高。當多個超級電容單體相串聯形成超級電容模組時，由于超級電容模組單體高度比較高，重心比較高，因此超級電容模組穩定性會變差，使用過程中會發生變形。

技術實現要素：

本實用新型實施例提供一種超級電容模組，能夠對超級電容單體進行固定，使得超級電容單體的位置穩定，不易發生變形。

針對上述問題，根據本實用新型實施例一方面提出了一種超級電容模組，包括：第一電路板，包括上表面和下表面，上表面固定安裝兩列及以上超級電容單體，超級電容單體的底部與第一電路板的上表面焊接連接；底板，支撐連接在第一電路板的下表面；壓板，壓接在超級電容單體的頂部表面；支撐連接柱，固定安裝在底板與壓板之間，底板和壓板通過支撐連接柱連接，以將超級電容單體與第一電路板壓接在底板和壓板之間。

根據本實用新型實施例的一個方面，壓板與超級電容單體的頂部表面之間設置有具有彈性的絕緣墊。

根據本實用新型實施例的一個方面，支撐連接柱包括螺紋端部，螺紋端部穿過底板或壓板，通過螺母與螺紋端部連接，或者，支撐連接柱的端面上設置有螺紋孔，通過螺釘穿過底板或壓板與螺紋孔連接。

根據本實用新型實施例的一個方面，壓板呈矩形，壓板的兩個長邊為背向超級電容單體翻折的翻邊，使壓板背向超級電容單體的表面形成U形槽。

根據本實用新型實施例的一個方面，超級電容模組還包括輔助定位件，壓板的至少一個寬邊與輔助定位件連接。

根據本實用新型實施例的一個方面，輔助定位件的橫截面為一字形或L形連接片，連接片上設置有兩個及以上腰型孔，輔助定位件通過兩個及以上腰型孔與壓板連接。

根據本實用新型實施例的一個方面，壓板上對應一個及以上超級電容單體設置有散熱孔。

根據本實用新型實施例的一個方面，壓板背向超級電容單體的表面的U形槽內設置有第二電路板。

根據本實用新型實施例的一個方面，壓板包括定位連接件，定位連接件設置在壓板背向超級電容單體的表面上。

根據本實用新型實施例的一個方面，定位連接件為螺柱。

根據本實用新型實施例的一個方面，超級電容單體與底板之間通過正極焊接點、負極焊接點和一個及以上輔助焊接點焊接連接。

根據本實用新型實施例的一個方面，底板的兩側設置有朝向第一電路板凸起的L形支撐片，用于支撐第一電路板并通過螺釘與第一電路板固定連接。

根據本實用新型實施例的一個方面，在底板上設置有第一支撐柱，第一支撐柱支撐在第一電路板的下表面，并且通過螺釘與第一電路板連接。

根據本實用新型實施例的一個方面，底板上對應每個支撐連接柱設有一個第二支撐柱，第二支撐柱和支撐連接柱相接合。

根據本實用新型實施例的一個方面，超級電容模組還包括由頂板、第一側板和第二側板連接形成的罩體，第一側板、第二側板分別設有兩個，與頂板的四邊緣垂直連接形成罩體，第一側板、第二側板與底板固定連接；第一側板的上部與輔助定位件連接。

根據本實用新型實施例提供的超級電容模組，其包括用于對超級電容單體的位置進行固定的底板、壓板以及支撐連接柱。底板和壓板通過支撐連接柱固定連接以將超級電容單體夾緊在兩者之間，從而使得超級電容單體的位置更加穩定，不易發生變形。

附圖說明

下面將參考附圖來描述本實用新型示例性實施例的特征、優點和技術效果。

圖1是本實用新型實施例的超級電容模組的整體結構示意圖。

圖2是本實用新型實施例的超級電容模組的移出罩體的內部結構示意圖。

圖3是圖2的結構爆炸圖。

圖4是本實用新型實施例的壓板結構示意圖。

圖5是本實用新型實施例的底板、壓板以及支撐連接柱配合狀態示意圖。

在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標記。附圖并未按照實際的比例繪制。

標記說明：

1、超級電容模組；

2、罩體；21、頂板；22、第一側板；23、第二側板；

3、底板；31、第一底片；32、支撐片；33、第一支撐柱；34、第二支撐柱；

4、第一電路板；41、輔助焊接點；

5、超級電容單體；

6、壓板；61、第二底片；62、翻邊；63、散熱孔；64、定位連接件；65、第二過孔；66、輔助定位件；661、腰型孔；

7、支撐連接柱；

8、第二電路板；

9、絕緣墊；91、通孔；92、第三過孔。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例的詳細描述和附圖用于示例性地說明本實用新型的原理，但不能用來限制本實用新型的范圍，即本實用新型不限于所描述的實施例。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個及以上；術語“上”、“下”、“內”等指示的方位或位置關系僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

如圖1、圖2所示，本實用新型實施例的超級電容模組1包括罩體2、底板3、第一電路板4、超級電容單體5、壓板6以及支撐連接柱7。

本實用新型實施例的超級電容模組1包括多個超級電容單體5。多個超級電容單體5經過配組，即將多個超級電容單體5間差異較小(如電容值、內阻等參數接近)的超級電容單體5配為一組，完成配組后的超級電容單體5的電容值差異小于10法拉。本實施例的超級電容單體5的電容均大于720法拉，因此每個超級電容單體5的高度較高，重心也相應較高。

本實用新型實施例的超級電容模組1的超級電容單體5的底端(設置有正極和負極的一端)焊接在第一電路板4上。通過底板3、壓板6以及支撐連接柱7將第一電路板4以及焊接在第一電路板4上的兩列及以上超級電容單體5壓緊固定。支撐連接柱7能夠支撐連接底板3和壓板6，以使得底板3和壓板6分別壓接在第一電路板4和超級電容單體5的頂端(背向第一電路板4的端部)端面上，對焊接在第一電路板4上的多個超級電容單體5施加壓緊力，從而提升焊接在第一電路板4上的多個超級電容單體5的穩定性，防止焊接在第一電路板4上的多個超級電容單體5發生變形、傾倒情況，提升了超級電容模組1的使用過程的安全性，延長了超級電容模組1的使用壽命。

如圖3所示，本實施例的底板3包括第一底片31以及設置在第一底片31上相對兩側的支撐片32。兩個支撐片32均呈“L”形，從第一底片31上同側延伸出，因此底板3的橫截面大致呈“U”形。支撐片32上設置有多個通孔。第一底片31的內側表面上設置有多個第一支撐柱33以及多個第二支撐柱34。多個第一支撐柱33圍繞所有第二支撐柱34設置。多個第二支撐柱34設置在兩個支撐片32之間，并與支撐片32平行方向間隔設置。底板3相對的寬邊的上設置有安裝孔。本實施例的底板3呈矩形，由鋼或鋁合金材料加工制造而成。

如圖3所示，本實施例的第一電路板4包括上表面和下表面。第一電路板4的下表面搭接到底板3的支撐片32上，并與第一支撐柱33的端面相抵靠，然后通過螺釘與第一支撐柱33相連接固定。上表面上設置有多個正極焊接點、多個負極焊接點以及多個輔助焊接點41。一個正極焊接點、一個負極焊接點以及一個及以上輔助焊接點41組成一組焊接點，優選地，一個正極焊接點、一個負極焊接點以及一個輔助焊接點41組成一組焊接點，且三者之間的連線呈三角形。每組正極焊接點、負極焊接點以及輔助焊接點41對應焊接一個超級電容單體5。由于第一電路板4和超級電容單體5之間增加了輔助焊接點41，而提高了超級電容單體5與第一電路板4之間的連接強度，保證超級電容單體5的穩定性，避免超級電容單體5與第一電路板4脫離連接狀態。

第一電路板4的中間位置設置有多個第一過孔(圖中未示出)。多個第一過孔沿第一電路板4的長邊并排間隔設置。第一過孔與第二支撐柱34的位置相對應且彼此數量相等。

底板3與第一電路板4連接后，底板3的第一底片31與第一電路板4的下表面之間形成有氣流通道，有助于第一電路板4和超級電容單體5的散熱。

如圖3、圖4所示，本實施例的壓板6包括第二底片61以及沿第二底片61的相對的長邊形成有翻邊。設置有翻邊的壓板6的機械強度高，承載能力強，不易發生變形。由于設置有兩個相對的翻邊62，從而本實施例的壓板6形成“U”形槽，即其橫截面為“U”形。第二底片61上設置有多個散熱孔63。一個散熱孔63與一個或多個超級電容單體5相對應，從而能夠將超級電容單體5產生的熱量引導到外界，避免超級電容單體5周圍蓄積過多熱量而導致超級電容單體5溫度升高。由于第一電路板4上靠近中心區域的超級電容單體5暴露在外部環境的面積小，空氣流動性比邊緣處的超級電容單體5的流動性差，散熱效率較低，因此靠近第二底片61中心區域上設置的散熱孔63的尺寸要大于遠離第二底片61中心區域上設置的散熱孔63的尺寸，以提升中心區域的超級電容單體5的散熱效率，保證中心區域的超級電容單體5與邊緣處的超級電容單體5之間的溫度一致性。本實施例的壓板6呈矩形，由鋼或鋁合金材料加工制造而成。本實施例的散熱孔63為圓形，但也可以是橢圓形、方形等。

如圖4所示，第二底片61背向超級電容單體5的表面上設置有定位連接件64。定位連接件64分布設置在兩個翻邊62之間并異于散熱孔63的區域上。定位連接件64用于將外部構件進行定位和固定。本實施例的定位連接件64為螺柱，但也可以是設置有內螺紋孔的立柱。本實施例的壓板6上設置有第二電路板8。第二電路板8與定位連接件64相連接，以通過定位連接件64固定安裝在壓板6上。第二電路板8設置在“U”形槽內，位于兩個翻邊62之間。兩個翻邊62對第二電路板8形成保護，避免第二電路板8受到外部破壞力。第二電路板8的朝向第二底片61的表面與第二底片61之間留有縫隙，以形成散熱通道，避免第二電路板8朝向第二底片61的表面與第二底片61之間蓄積過多熱量而影響超級電容單體5以及第二電路板8的散熱。將第二電路板8安裝固定在壓板6上的方式，有利于減小超級電容模組1的整體體積，使得超級電容模組1更加緊湊。

第二底片61上設置有多個第二過孔65。多個第二過孔65沿長邊方向并排間隔設置。第二過孔65與第一過孔的位置相對應且彼此數量相等。

如圖4所示，本實施例的壓板6還包括輔助定位件66。在第二底片61相對的兩個寬邊部分上均設置有輔助定位件66。輔助定位件66上設置有兩個及以上腰型孔661，第二底片61上設置有與腰型孔661相對應的圓形通孔。在兩個及以上腰型孔661中安裝螺釘以與第二底片61的寬邊部分固定連接。輔助定位件66上設置的腰型孔661的一部分與第二底片61上圓形通孔對齊時即可安裝螺釘，方便微調輔助定位件66的位置而不影響螺釘的安裝，使得設置有腰型孔661的輔助定位件66與第二底片61連接更加方便。本實施例的輔助定位件66為一字形或L形連接片，在連接片上設置有兩個及以上腰型孔661。

如圖2、圖3所示，本實施例的壓板6和超級電容單體5之間設置有具有彈性的絕緣墊9。絕緣墊9上設置有通孔91。通孔91的位置與壓板6上的散熱孔63相對應，但徑向尺寸要小于對應的散熱孔63的徑向尺寸，以使超級電容單體5與壓板6之間保持良好的物理絕緣性，提升超級電容模組1的使用安全性的同時也保證不影響超級電容單體5的散熱。絕緣墊9上設置有第三過孔92。多個第三過孔92沿長邊方向并排間隔設置。第三過孔92與第二過孔65的位置相對應且數量相等。本實施例的絕緣墊9可以是橡膠材料制造而成，但也可以是其他具有絕緣性能和彈性的材料加工制造而成。具有彈性的絕緣墊9能夠在外力作用下發生彈性形變。

如圖5所示，本實施例的支撐連接柱7固定安裝在壓板6和底板3之間。支撐連接柱7通過自身來分別對壓板6和底板3進行支撐和連接，保證定位快速準確，連接狀態穩定，同時也不再需要使用其他輔助零部件，降低成本，節約裝配時間，提高裝配效率。本實施例的支撐連接柱7包括相對的兩個端部以及中間部。兩個端部的徑向尺寸小于中間部的徑向尺寸，使得中間部與兩個端部之間均形成有臺階面。支撐連接柱7的一端穿過第一電路板4上第一過孔后與底板3上的第二支撐柱34相接合，另一端穿過絕緣墊9上第三過孔92后與第二過孔65相接合。支撐連接柱7的兩個端部分別能夠與壓板6和底板3固定連接。

本實施例的支撐連接柱7的中間部與兩個端部之間的兩個臺階面會分別抵靠在第一電路板4的上表面和壓板6朝向超級電容單體5的表面上，以支撐底板3和壓板6。本實施例的支撐連接柱7的中間部為棱柱形，優選為六棱柱形。本實施例的支撐連接柱7的兩個端部可以是螺柱，一端的螺柱與底板3的第二支撐柱34螺紋連接，另一端的螺柱穿過壓板6上的第二過孔65，再旋擰上螺母(圖中未示出)完成連接，或者，本實施例的支撐連接柱7的兩個端部的端面上設置有內螺紋孔，通過螺釘將兩個端部分別與底板3和壓板6固定連接，上述連接方式便于裝配，且連接狀態穩定。進一步地，可以將螺母或螺釘的頭部沉入底板3或壓板6的表面，從而節約安裝空間。本實施例的支撐連接柱7的數量為四個，但可以根據需要調整數量，以使得壓板6和底板3之間的夾緊力滿足要求。

當壓板6和超級電容單體5之間沒有設置彈性的絕緣墊9時，壓板6和底板3通過支撐連接件實現連接后，壓板6直接壓接在超級電容單體5的頂部表面，以對超級電容單體5進行固定。當壓板6和超級電容單體5之間設置有彈性的絕緣墊9時，壓板6和底板3通過支撐連接件實現連接后，壓板6和超級電容單體5會對絕緣墊9施加擠壓力。當各個超級電容單體5的頂部表面高低不齊時，壓板6會擠壓絕緣墊9以使絕緣墊9變形而與各個超級電容單體5的頂部表面直接接觸，從而壓緊各個超級電容單體5，保證各個超級電容單體5的位置穩定。

如圖1所示，本實用新型的超級電容模組1還包括罩體2。本實施例的罩體2包括頂板21、兩個第一側板22以及兩個第二側板23。兩個第一側板22和兩個第二側板23均與頂板21的四個邊緣垂直連接以形成一容置空間。罩體2與底板3固定連接后，第一電路板4、所有超級電容單體5、壓板6以及第二電路板8均位于容置空間中，從而受到罩體2的保護。罩體2的兩個第一側板22的底部與底板3的支撐片32上的通孔之間通過螺栓固定連接以夾裝第一電路板4搭接在支撐片32上的部分，或者在第一側板22和第一電路板4搭接在支撐片32上的部分之間設置壓塊，通過螺栓將第一側板22的底部、壓塊、第一電路板4搭接在支撐片32上的部分以及底板3固定連接，上述固定連接方式增加了第一電路板4的穩定性，進而保證了第一電路板4上的超級電容單體5的位置穩定性，避免超級電容單體5發生變形。罩體2的兩個第二側板23的底部與底板3的第一底片31的寬邊之間通過螺栓固定連接。兩個第一側板22的上部分別與壓板6上設置的輔助定位件66通過螺釘相連接，從而罩體2對壓板6形成定位，避免壓板6受力發生位置偏移，進而保證壓板6壓接的超級電容單體5的位置穩定性。

罩體2的第一側板22以及第二側板23上均設置有多個散熱窗。罩體2的頂板21與壓板6之間形成有散熱空間。超級電容模組1的第一電路板4、超級電容單體5和第二電路板8產生的熱量會上升至該散熱空間。散熱空間內的熱量會通過散熱窗散失到外部環境中。該散熱空間提升了超級電容模組1的散熱效率，有利于超級電容模組1內部熱量的快速散失，延長超級電容模組1的使用壽命。

本實施的超級電容模組1中，通過支撐連接柱7固定連接起來的底板3和壓板6將第一電路板4以及第一電路板4上的超級電容單體5壓緊，從而保證了超級電容單體5的位置穩定性，避免超級電容單體5發生變形。底板3的第一底片31與第一電路板4之間形成有氣流通道、壓板6上設置有散熱孔63、壓板6與頂板21之間形成的散熱空間以及罩體2上設置的散熱窗，這些都有助于提升超級電容模組1的散熱效率，延長超級電容模組1的使用壽命。

雖然已經參考優選實施例對本實用新型進行了描述，但在不脫離本實用新型的范圍的情況下，可以對其進行各種改進并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結構沖突，各個實施例中所提到的各項技術特征均可以任意方式組合起來。本實用新型并不局限于文中公開的特定實施例，而是包括落入權利要求的范圍內的所有技術方案。