超级电容储能模组制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超级电容储能模组，多个电容单体平行布置，电容单体的上、下两端与叠层母排的接口固定连接，框架和面板设置在电容单体的四侧，面板上设置管理器；每个叠层母排从内向外按照母排层、环氧板层及铝基板层依次设置，绝缘膜层至少粘附于母排层、铝基板层的外表面；母排层中设置相互电气隔离的若干块母排，每块母排上设有若干接口，并通过集成线束与管理器连接。本实用新型专利技术的叠层母排通过将环氧板层设置于母排层、铝基板层之间，有效将母排层与铝基板层进行电气隔离，提高了绝缘强度，环氧板层和绝缘膜层有效将内部电容单体与外部高压电脉冲电学隔绝，防止电容单体被高电压脉冲损坏，大大提高了模组的可靠性，提高抗摔减震能力。

【技术实现步骤摘要】
超级电容储能模组
本技术涉及超级电容领域，尤其是一种超级电容储能模组。
技术介绍
超级电容是介于传统电容和充电电池之间的一种新型储能装置，具有容量高、能量密度高、充电速度快、工作温度范围宽和循环寿命长等优点，而超级电容储能模组就是将多个超级电容单体串并联组合，配合电压均衡和/或超级电容管理系统（CMS），用外壳组装而成的一个新型能量包，适合于高频次、大功率、快速充放电的应用领域，因此在轨道交通、电动汽车、智能电网等国家战略性新兴产业具有广泛的市场需求。中国技术专利201720451404.1公开了一种超级电容模组结构，包括超级电容器单体、叠层母排和保护监控电路，叠层母排包括母排层、框架层，绝缘膜层粘附于母排层外表面上、母排层与框架层之间、框架层外表面上，由于超级电容器单体是通过焊接与母排固定为一体，由于绝缘膜大都是通过热压粘贴在母排层表面，母排层表面凸起或毛刺等容易损伤绝缘膜层，使得绝缘膜层穿孔或破损，母排层与框架层之间产生电气连通，导致绝缘失效，叠层母排的可靠性较低；超级电容器单体周围未设置保护框架，当模组摔落或遇到异物撞击时，超级电容器单体直接受力，使得超级电容器单体相互挤压，严重时超级电容器单体可能裂开，导致电解质流出，模组抗摔减震能力差。
技术实现思路
本申请人针对上述现有超级电容器模组存在的可靠性低、抗摔减震能力差的问题，提供一种结构合理的超级电容储能模组，提高叠层母排的可靠性，提高抗摔减震能力。本技术所采用的技术方案如下：一种超级电容储能模组，其多个电容单体平行布置，电容单体的上、下两端与第一叠层母排、第二叠层母排的接口固定连接，框架和面板设置在电容单体的四侧，面板上设置管理器；每个叠层母排从内向外按照母排层、环氧板层及铝基板层依次设置，绝缘膜层至少粘附于母排层、铝基板层的外表面；母排层中设置相互电气隔离的若干块母排，每块母排上设有若干接口，并通过集成线束与管理器连接。作为上述技术方案的进一步改进：环氧板层的厚度为0.2mm～2mm。环氧板层的厚度为1mm。框架为“冂”字形结构，框架上设有加强筋。铝基板层的安装孔上设有绝缘的保护环。其中两块母排上设有进出线端，进出线端位于靠近面板一侧。面板设有把手。绝缘膜层为PET热压膜、PVF绝缘膜、NOMEX绝缘膜或PI绝缘膜。还包括固定杆5，与电容单体平行设置并连接上下叠层母排。本技术的有益效果如下：本技术的叠层母排通过将环氧板层设置于母排层、铝基板层之间，即便母排层上的绝缘膜层发生破损，仍可以有效将母排层与铝基板层进行电气隔离，提高了绝缘强度，当本技术应用于轨道交通领域时，环氧板层和绝缘膜层有效将内部电容单体与外部高压电脉冲电学隔绝，防止电容单体被高电压脉冲损坏，大大提高了模组的可靠性。并通过设置“冂”字形镂空结构的框架，增加模组结构强度，当模组摔落或遇到异物撞击时，框架先承受并减弱一部分应力，避免了叠层母排与电容单体晃动、防止电容单体相互挤压，提高了抗摔减震能力。本技术的环氧板层的厚度为0.2mm~2mm，优选为1mm，环氧板层若太薄，则绝缘等级低、绝缘强度不足；若太厚，则会增加叠层母排的厚度，使得储能模块的体积增大。本技术将进出线端设置于面板同一端，因此使用简单的金属条即可将多个模组串联或并联连接，模组安装过程简单，而且可以实现模块化生产，有效降低生产和安装成本。本技术通过在铝基板层的安装孔上套设保护环，保护环的内径大于接口的内径，以防止电容单体焊接时溅出的焊渣烫坏铝基板层外表面的绝缘膜层，进一步保证叠层母排的绝缘性。本技术为抽屉式模组，采用正面拆装的易维护方式，在设备安装和维护过程中，实现模组安装和拆卸便捷，节省模组组装和维护时间。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术的爆炸分解图。图3为第一叠层母排的分层结构示意图。图4为第一叠层母排的母排层的结构示意图。图5为第二叠层母排的分层结构示意图。图中：1、电容单体；2、框架；3、第一叠层母排；4、第二叠层母排；5、固定杆；6、面板；7、管理器；8、把手；9、安装板；10、绝缘膜层；11、铝基板层；13、环氧板层；14、母排层；15、集成线束；16、保护环；17、母排；18、进出线端；19、接口；20、安装孔。具体实施方式下面结合附图，说明本技术的具体实施方式。如图1至图5所示，本技术的多个电容单体1平行布置，叠层母排3、4的边缘分别与框架2、面板6的两端锁紧固定，第一叠层母排3、第二叠层母排4、框架2与面板6形成一个可容纳所有电容单体1的固定框架。本技术为抽屉式模组，采用正面拆装的易维护方式，在设备安装和维护过程中，实现模组安装和拆卸便捷，节省模组组装和维护时间。如图3、图5所示，每片叠层母排包括层叠设置、复合成一体的的母排层14、环氧板层13及铝基板层11，绝缘膜层10设置于母排层14与铝基板层11的外表面上。绝缘膜层10为PET热压膜、PVF绝缘膜、NOMEX绝缘膜或PI绝缘膜。由于环氧板层13设置于母排层14、铝基板层11之间，即便母排层14上的绝缘膜层10发生破损，仍可以有效将母排层14与铝基板层11进行电气隔离，提高叠层母排的可靠性；由于环氧板层13和绝缘膜层10的绝缘等级较高，大大提高叠层母排的绝缘强度，当本技术应用于轨道交通领域时，环氧板层13和绝缘膜层10有效将内部电容单体1与外部高压电脉冲电学隔绝，防止电容单体1被高电压脉冲损坏；环氧板层13的厚度为0.2mm～2mm，优选为1mm，环氧板层13若太薄，则绝缘等级低、绝缘强度不足；若太厚，则会增加叠层母排的厚度，使得储能模块的体积增大。如图3至图5所示，母排层14包括若干块相互电气隔离的母排17和集成线束15，每块母排17上设有若干与电容单体1的端子连接的接口19，每块母排17分别与集成线束15中的一条独立引出线的一端电连接，同一母排层14的所有集成线束15引出线的另一端汇集于集成线束15的接线端，叠层母排3、4的集成线束15的接线端分别插装入管理器7，管理器7为超级电容管理系统（CMS），用于保护监控所有电容单体1，如图2所示，管理器7通过安装板9固定于面板6中央。母排层14实现将电容单体1进行串联和/或并联。如图4所示，第一叠层母排3上位于母排层14边缘靠近面板6的两块母排17上设有进出线端18，进出线端18位于面板6同一端，通过使用金属条连接不同模组的进出线端18，即可将多个模组串联或并联连接，安装过程简单，而且可以实现模块化生产，有效降低生产和安装成本。铝基板层11、环氧板层13及绝缘膜层10上对应母排17的接口19位置开设安装孔20，铝基板层11的安装孔20上套设绝缘保护环16，保护环16的内径大于接口19的内径，以防止电容单体1焊接时溅出的焊渣烫坏铝基板层11外表面的绝缘膜层10。在电容单体1之间还平行设置有若干固定杆5，两端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超级电容储能模组，其特征在于：/n---多个电容单体（1）平行布置，电容单体（1）的上、下两端与第一叠层母排（3）、第二叠层母排（4）的接口（19）固定连接，框架（2）和面板（6）设置在电容单体（1）的四侧，面板（6）上设置管理器（7）；/n---每个叠层母排从内向外按照母排层（14）、环氧板层（13）及铝基板层（11）依次设置，绝缘膜层（10）至少粘附于母排层（14）、铝基板层（11）的外表面；/n---母排层（14）中设置相互电气隔离的若干块母排（17），每块母排（17）上设有若干接口（19），并通过集成线束（15）与管理器（7）连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种超级电容储能模组，其特征在于：
---多个电容单体（1）平行布置，电容单体（1）的上、下两端与第一叠层母排（3）、第二叠层母排（4）的接口（19）固定连接，框架（2）和面板（6）设置在电容单体（1）的四侧，面板（6）上设置管理器（7）；
---每个叠层母排从内向外按照母排层（14）、环氧板层（13）及铝基板层（11）依次设置，绝缘膜层（10）至少粘附于母排层（14）、铝基板层（11）的外表面；
---母排层（14）中设置相互电气隔离的若干块母排（17），每块母排（17）上设有若干接口（19），并通过集成线束（15）与管理器（7）连接。


2.按照权利要求1所述的超级电容储能模组，其特征在于：环氧板层（13）的厚度为0.2mm～2mm。


3.按照权利要求1所述的超级电容储能模组，其特征在于：环氧板层（13）的厚度为1mm。

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊华，孙伟，
申请(专利权)人：烯晶碳能电子科技无锡有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32