CN102122570A - 超级电容器模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超级电容器模组，其包括电性相连的多个超级电容器单体、散热板和绝缘导热片；散热板设置在各超级电容器单体的正极柱和负极柱的顶部；与散热板相匹配的绝缘导热片位于正极柱和负极柱与散热板之间，一面紧密接触散热板，另一面抵靠正极柱和负极柱的顶部。该超级电容器模组不仅能够对电容器单体内部进行散热同时兼顾该单体外部散热，具有优良的散热性能，同时具备成本低、工艺简单、生产效率高的特点。

Description

超级电容器模组

技术领域

本发明属于储能设备领域，涉及一种超级电容器模组。

背景技术

随着社会经济的发展，人们对于绿色能源和生态环境越来越关注；电化学电池作为一种常用的储能设备，经过多年的发展，虽然取得了较为广泛的应用，但由于其是通过电化学反应产生电荷迁移而储存能量，因此，其一般使用寿命较短，尤其针对需大电流放电的产业应用，比如电动车等技术领域，其使用寿命会大打折扣。另外，部分电化学电池，比如铅酸电池等对环境污染也较大；因此，迫切需要一种新型的储能设备来弥补传统电化学电池的不足。

超级电容器单体作为一种价格低廉、储能容量大、清洁无污染的一种新型储能设备，在新能源技术领域，应用越来越广泛。但由于超级电容器单体的工作电压较低，因此，通常需要通过多个超级电容器单体相串联形成超级电容器模组才能得到较高的工作电压。超级电容器模组与电化学电池相比虽然具有充放电速度快、功率密度高以及循环使用寿命长等优点，但如果反复多次的进行充放电或长时间的高强度使用，超级电容器单体内部的温度就会急剧上升，如果这些热量没有及时散出，大量热量累积就会破坏超级电容器单体的内部结构，使其一致性变差，严重的会导致短路燃烧等现象，使整体超级电容器模组寿命缩短。

为解决超级电容器模组的散热，传统超级电容器模组有采取风冷或液冷等方式。其中，风冷是通过在超级电容器模组的罩体上安装风扇进行散热；液冷是通过布设内置冷却液的铜管散热。该各散热方式虽然在一定程度上缓解了超级电容器模组的内部热量积累问题，但由于超级电容器模组的热量主要来源于超级电容器单体内部，而上述各种散热方式无法解决单体散热问题，因此依然存在着单体内部的热量不能及时散出的而容易破坏该单体的内部结构的问题，进而影响其一致性，最终导致超级电容器单体的寿命缩短。

在第200710015209.5号发明专利中公开了一种超级电容器、电池等储能装置用的冷却、散热系统，其特殊之处在于在电池或超级电容器单体的四周外围套有与其式样相同、接触良好的散热片，散热片上下无端盖，多只电池或超级电容器单体组合成的电容器组外套有电容仓。该冷却散热系统，单体产生的热量传递到散热片上，再通过自然风道（风扇或者空调冷却风或者加装百叶窗等）吹向电池或超级电容器单体内的风道将热量带走。该技术虽然是针对超级电容器单体散热，但依然是对超级电容器单体的外部壳体散热，不能根本解决其内部热量散发的问题。

因此，基于以上存在的技术缺陷，有必要设计出一种能解决超级电容器单体内部散热问题的超级电容器模组。

发明内容

本发明为了解决上述现有超级电容模组不能针对超级电容器单体内部散热而影响其一致性并导致使用寿命缩短的问题，而提出一种超级电容器模组。

本发明是通过以下技术方案实现的：

上述的超级电容器模组包括电性相连的多个超级电容器单体、散热板和绝缘导热片；所述超级电容器单体具有一端开口且另一端封闭的金属壳体、收容于所述金属壳体内的芯子、封闭所述金属壳体开口的盖板以及与所述芯子电性连接的正极柱和负极柱；所述散热板为金属散热板，设置在所述各超级电容器单体的正极柱和负极柱的顶部；所述绝缘导热片与所述散热板相匹配，设置在所述各超级电容器单体正极柱和负极柱与散热板之间，一面与所述散热板紧密接触，另一面与所述正极柱和负极柱的顶部相抵靠，大小与所述散热板的板面面积相适配。

所述的超级电容器模组，其中：所述散热板沿侧面向内开设有多个沿散热板长度或\和宽度方向延伸且互相连通的冷却孔。

所述的超级电容器模组，其中：所述超级电容器单体的正极柱和负极柱分别位于所述金属壳体的封闭端和盖板上；所述散热板具有第一散热板和第二散热板；所述绝缘导热片具有第一绝缘导热片和第二绝缘导热片；所述第一绝缘导热片的一面紧密接触所述第一散热板，另一面抵靠于各所述超级电容器单体一端的正极柱或负极柱；所述第二绝缘导热片的一面紧密接触所述第二散热板，另一面抵靠于各所述超级电容器单体另一端的负极柱或正极柱。

所述的超级电容器模组，其中：所述超级电容器单体的正极柱和负极柱同时位于所述盖板上；所述散热板为一个，位于所述正极柱及负极柱的顶端；所述绝缘导热片亦为一个，一面与所述散热板紧密接触，另一面同时抵靠所述各个正极柱和负极柱。

所述的超级电容器模组，其中：所述各超级电容器单体之间的距离为4mm~8mm。所述各超级电容器单体之间的空隙内纵向穿设有金属导柱，所述金属导柱的端部固定于所述金属散热板上。

所述的超级电容器模组，其中：所述超级电容器模组包括设置在各所述超级电容器单体之间的连接配件，各所述超级电容器单体的正极柱和负极柱之间通过该连接配件电性连接。所述连接配件与所述各超级电容器单体的金属壳体之间设有绝缘片。

有益效果：

1、本申请由于设置有通过绝缘导热片与超级电容器单体的正极柱和负极柱相抵靠的金属散热板，超级电容器单体内部所产生的热量通过芯子的连接端子经过正极柱和负极柱传导至该散热板，而散发至空气中，解决了超级电容器单体内部所产生的热量散发问题，避免了因热量累积导致超级电容器单体寿命变短、一致性变差等现象的发生；且又因为金属散热板板面的面积大小与绝缘导热片的面积大小相适配，其结构简单，在安装装配时，把绝缘导热片直接放于金属板和超级电容器单体之间即可，生产效率高，且工艺简单，生产成本低；

2、各超级电容器单体之间的间隙，可使该超级电容器模组工作时，气流在超级电容器各单体之间进行流动，使超级电容器各单体的外部热量得以散发，进而增强了超级电容器模组的整体散热性能；

3、在电容器单体之间的空隙内穿设的金属导柱，一方面用以支撑超级电容器模组，增强超级电容器模组的强度；另一方面，位于超级电容器各单体的外部热量亦可通过该金属导柱传导至金属散热板上，使热量尽快的得以散发。

故而，本发明的超级电容器模组完全克服了超级电容器单体内部散热而影响其一致性并导致使用寿命缩短的问题，不仅能够对电容器单体内部进行散热同时兼顾该单体外部散热，具有优良的散热性能，同时具备成本低、工艺简单、生产效率高的特点，尤其适用于我国的国情。

附图说明

图1是本发明的超级电容器模组实施例一的立体结构示意图。

图2是本发明的超级电容器模组实施例一的立体分解结构示意图。

图3是本发明的超级电容器模组实施例一的超级电容器单体立体分解结构示意图。

图4是本发明的金属散热板的立体结构示意图。

图5是本发明的超级电容器模组实施例二的立体分解结构示意图。

图6是本发明的超级电容器模组实施例二的超级电容器单体立体结构示意图。

图7是本发明的超级电容器模组连接配件的立体结构示意图。

具体实施方式

如图1至图6所示，本发明的超级电容器模组，包括超级电容器单体1、散热板2和绝缘导热片3，其中，超级电容器单体1具有多个，该多个超级电容器单体1之间电性连接。

如图3、图6所示，超级电容器单体1具有金属壳体11、盖板12、芯子13、正极柱14和负极柱15。其中金属壳体11一端开口且另一端封闭；盖板12与金属壳体11的开口端相匹配，固定在金属壳体11的开口端并用以封闭该开口端；芯子13的外部由绝缘材料包覆并收容于金属壳体11内，芯子13具有分别与正极柱14和负极柱15电性接触的连接端子（图未示）。

如图4所示，散热板2为金属散热板，设置在各超级电容器单体1的正极柱14和负极柱15的顶部，散热板2沿侧面向内开设有多个沿长度或\和宽度方向延伸且互相连通的冷却孔21。

绝缘导热片3与散热板2相匹配，设置在各超级电容器单体1正极柱14和负极柱15与散热板2之间，以使散热板2与各超级电容器单体1相互绝缘；绝缘导热片3的一面紧密接触散热板2，相对的另一面与各超级电容器单体1的正极柱14和负极柱15的顶部相抵靠，并且大小与散热板2板面的面积大小相适配。

第一实施例

如图1、图2、图3所示，超级电容器单体1的正极柱14和负极柱15分别位于金属壳体1两端的封闭端和盖板12上。

散热板2具有第一散热板22和第二散热板23；第一散热板22和第二散热板23分别位于各超级电容器单体1两端的正极柱14及负极柱15的顶端；

绝缘导热片3与散热板2相匹配，具有第一绝缘导热片31和第二绝缘导热片32；第一绝缘导热片31的一面紧密接触第一散热板22，相对的另一面抵靠在各超级电容器单体1一端的正极柱14或负极柱15；第二绝缘导热片32的一面紧密接触第二散热板23，相对的另一面抵靠于各超级电容器单体1的另一端的负极柱15或正极柱14。

为增加超级电容器模组的强度以及其散热性能，在电容器单体1之间的空隙内纵向穿设有金属导柱4，金属导柱4的端部固定位于金属散热板2上。

第二实施例

如图5、图6所示，超级电容器单体1的正极柱14和负极柱15同时位于封闭金属壳体11的盖板12。

散热板2为一个，位于各超级电容器单体1的正极柱14及负极柱15的顶端。

绝缘导热片3亦为一个，位于散热板2与各超级电容器单体1的正极柱14和负极柱15之间，并与各个超级电容器单体1的正极柱14和负极柱15相抵靠。

为增强上述超级电容器模组的散热性能，上述各超级电容器单体1之间的距离为4mm~8mm。

上述超级电容器单体1之间设置有连接配件5，如图7所示，各超级电容器单体1的正极柱14和负极柱15之间通过该连接配件5电性连接；同时为了防止因长久使用连接配件5与金属壳体11相接触引起超级电容器单体1短路的现象，在连接配件5与超级电容器的金属壳体11之间还设置有绝缘片（图未示），这样即使因长久使用而导致连接配件5松动，由于有绝缘片的存在，该连接配件5亦不会与金属壳体11相接触，进而避免了因长久使用连接配件5与金属壳体11相接触引起超级电容器单体1短路的现象。

本发明的超级电容器模组，具有以下特点：

1、由于超级电容器单体1的内部产生的热量只能由芯子13的连接端子传递至正极柱14和负极柱15，因此在设置了通过绝缘导热片3与该超级电容器单体1的正极柱14和负极柱15相抵靠的金属散热板2后，正极柱14和负极柱15的热量可传导至金属散热板2，并通过该散热板2散发至空气中，从而解决了超级电容器单体1内部所产生的热量散发，避免了内部的热量累积；并且由于在该散热板2上设置有冷却孔21，使得该散热板2的散热更快更强；同时，该散热板2板面的面积大小与绝缘导热片3的面积大小相适配，结构简单，易于装配，安装简便快捷，直接将绝缘导热片3放置于散热板2和超级电容器单体1之间即可，生产效率高，工艺简单，生产成本低。

2、由于各超级电容器单体1之间设置有间隙，因此在本超级电容器模组工作时，气流可在各超级电容器单体之间进行流动，使各超级电容器单体的外部热量得以散发，进而增强了超级电容器模组的整体散热性能。

3、由于在超级电容器单体1之间的空隙内穿设有金属导柱4，该金属导柱4一方面支撑超级电容器模组，增强了超级电容器模组的强度；另一方面，位于超级电容器各单体1的外部热量亦可通过该金属导柱4传导至金属散热板2上，使热量尽快的得以散发。

以上结构的设置，使得整个超级电容器模组，具有更为优良的散热性能，特别是解决了超级电容器单体内部散热问题，同时也兼顾了超级电容器单体外部的散热，并且成本低，工艺简单，特别适合于我国现有国情。

非因此局限本发明的保护范围，故举凡运用本发明说明书及图示内容所为的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种超级电容器模组，其特征在于：所述超级电容器模组包括电性相连的多个超级电容器单体、散热板和绝缘导热片；所述超级电容器单体具有一端开口且另一端封闭的金属壳体、收容于所述金属壳体内的芯子、封闭所述金属壳体开口的盖板以及与所述芯子电性连接的正极柱和负极柱；所述散热板为金属散热板，设置在所述各超级电容器单体的正极柱和负极柱的顶部；所述绝缘导热片与所述散热板相匹配，设置在所述各超级电容器单体正极柱和负极柱与散热板之间，一面与所述散热板紧密接触，另一面与所述正极柱和负极柱的顶部相抵靠，大小与所述散热板的板面面积相适配。

2.如权利要求1所述的超级电容器模组，其特征在于：所述散热板沿侧面向内开设有多个沿散热板长度或\和宽度方向延伸且互相连通的冷却孔。

3.如权利要求1所述的超级电容器模组，其特征在于：所述超级电容器单体的正极柱和负极柱分别位于所述金属壳体的封闭端和盖板上；所述散热板具有第一散热板和第二散热板；所述绝缘导热片具有第一绝缘导热片和第二绝缘导热片；所述第一绝缘导热片的一面紧密接触所述第一散热板，另一面抵靠于各所述超级电容器单体一端的正极柱或负极柱；所述第二绝缘导热片的一面紧密接触所述第二散热板，另一面抵靠于各所述超级电容器单体另一端的负极柱或正极柱。

4.如权利要求1所述的超级电容器模组，其特征在于：所述超级电容器单体的正极柱和负极柱同时位于所述盖板上；所述散热板为一个，位于所述正极柱及负极柱的顶端；所述绝缘导热片亦为一个，一面与所述散热板紧密接触，另一面同时抵靠所述各个正极柱和负极柱。

5.如权利要求1、3或4任一所述的超级电容器模组，其特征在于：所述各超级电容器单体之间的距离为4mm~8mm。

6.如权利要求1、3或4任一所述的超级电容器模组，其特征在于：所述各超级电容器单体之间的空隙内纵向穿设有金属导柱，所述金属导柱的端部固定于所述金属散热板上。

7.如权利要求1、3或4任一所述的超级电容器模组，其特征在于：所述超级电容器模组包括设置在各所述超级电容器单体之间的连接配件，各所述超级电容器单体的正极柱和负极柱之间通过该连接配件电性连接。

8.如权利要7所述的超级电容器模组，其特征在于：所述连接配件与所述各超级电容器单体的金属壳体之间设有绝缘片。

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