CN102903871A - 储能模块 - Google Patents
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Abstract
本文所公开的是一种储能模块，包括：上壳体和下壳体，其各自具有配置在其两侧部分处的弹性体；电容电池，其插入上壳体和下壳体内且具有延伸在其两侧部分处的阳极电极和阴极电极；以及母线，其插入电容电池的阳极端之间和阴极端之间。根据本发明，可以比较简单的结构制造该模块，且当由于电容电池的重复充电和放电而发生膨胀时，可防止阳极端与阴极端之间的电学短路。
Description
相关申请的交叉引用
本申请主张享有于2011年7月25日提交的题为“储能模块（EnergyStorage Module）”的韩国专利申请第10-2011-0073713号的权益，其整体通过引用结合于本申请。
技术领域
本发明涉及储能模块，且更具体地，涉及当一个或多个电容电池与壳体耦接时通过以压缩方式紧密附着和固定电容电池的电极以能够在使用壳体构造模块时简化电极耦接的储能模块。
背景技术
一般地，作为代表性的电化学储能介质的锂离子电池和电化学电容器，是在所有便携式信息和通信装置以及电子装置中必须使用的成品的关键部件。这些电化学储能介质主要作为可用于电动车、便携式电子装置等的新的再生能源领域的高品质能源而被研究。
这里，锂离子电池是能通过使用锂离子来持续充电和放电的能源介质，且由于其每单位重量或单位体积可储存的高能量密度而已经被作为主要电源来研究。然而，由于稳定性退化、使用期限短、充电时间长以及输出密度低，锂离子电池在商业化方面具有很大困难。
近来已开发出的电化学电容器与锂离子电池相比具有低能量密度，但由于其良好的瞬时输出和长寿命，它正最迅速地成长为取代锂离子电池的新的替代品。
这种电容器已被用作或开发为储能模块，它通过使用多个单元电池而被模块化以实现高输出和高容量，并可被模块化为需要大量瞬时输出的车辆（主要地，诸如汽车）的辅助电源。这种储能模块具有由多个电容器单元电池组成的电容电池阵列结构。
一般的电容器单元电池主要以六面体形状或圆柱形状形成。为模块化，可能需要附加的模块化单元，以堆叠或并联连接一个或多个电容器单元电池来固定和电连接多个模块。
然而，在通过对电容器单元电池的连续电连接所必需的单独固定单元或附加构成单元来组装电容器单元电池的情况下，储能模块的整个结构很复杂，且电容电池阵列的组装特性和分离特性变差。
此外，在电容单元电池仅被置于平面上的情况下，多个电池占据的面积变宽，并因此，可能对减小储能模块的整体尺寸有限制。
在现有技术中，为解决这些问题，以主模块结构方式使用其中囊型电池被连续连接的结构。在囊型电池中，层压了多个各自具有配置在一侧或两侧的阳极端和阴极端的集电器，其外部部分用囊密封，且阳极和阴极端通过超声焊接来电连接。
在这种囊型模块结构中，由于阳极和阴极端通过超声焊接来连接，所以可降低其电阻。然而，由于大部分阳极和阴极端串联连接，所以连接结构复杂，且在电容电池充电和放电时，薄板型囊可能膨胀，即，可能被电极装配体的电极板内生成的气体充气。
发明内容
本发明的目的在于提供一种储能模块，其中，电容电池之间的耦接在壳体内以压缩方式被紧密附着和固定。
根据本发明的示例性实施方式，提供了一种储能模块，包括：多个电容器单元，其各自包括各自具有配置在其两侧部分处的弹性体的上壳体和下壳体，以及电容电池，其插入上壳体和下壳体内且具有延伸在其两侧部分处的阳极电极和阴极电极；其中，多个电容器单元通过插入电容电池的阳极电极之间和阴极电极之间的母线电连接。
上壳体和下壳体各自可具有内部空间，且弹性体可配置在对应于内部空间的两侧部分的位置处。上壳体和下壳体可通过单独的耦接构件彼此紧密附着。
弹性体可被配置成板簧（plate spring）类型。
弹性体可被配置为使得其中央部分凸起弯曲（convexly curved）或成角弯曲（angularly curved），以具有三角形截面。
弹性体可被配置为使得压缩面是起伏的，从而使接触面最大化。
可在形成于上壳体和下壳体内部的内部空间中堆叠至少一个电容电池，使得延伸在电容电池的两侧部分处的阳极端和阴极端定位在形成于上壳体和下壳体的两侧部分处的弹性体上。
电容电池可以是以囊型密封的电容器单元电池。
母线可插入各电容电池的端之间，用于交叉连接延伸至电容电池的两侧部分的阳极端和阴极端，从而获得电容器单元之间的电连接。
母线可被配置成
字弯曲夹形，且在母线的弯曲表面中的任一个内可形成孔。
附图说明
图1是构成根据本发明的储能模块的电容器单元的透视图；
图2是构成根据本发明的储能模块的电容器单元的截面图；
图3和图4是应用于本发明的储能模块的上壳体和下壳体的透视图；
图5A和图5B是示出应用于图3和图4所示的上壳体和下壳体中的每一个的弹性体的其他实例的截面的示图；
图6是根据本发明的储能模块的透视图；以及
图7是根据本发明的储能模块的截面图。
具体实施方式
通过以下描述，将清晰理解有关根据本发明的储能模块的目的的作用效果以及技术构成，在以下描述中，参照附图描述了本发明的示例性实施方式。
首先，图1是构成根据本发明的储能模块的电容器单元的透视图；图2是构成根据本发明的储能模块的电容器单元的截面图；图3和图4是应用于本发明的储能模块的上壳体和下壳体的透视图；图5A和图5B是示出应用于图3和图4所示的上壳体和下壳体中的每一个的弹性体的其他实例的截面的示图；图6是根据本发明的储能模块的透视图；以及图7是根据本发明的储能模块的截面图。
如附图所示，根据本发明的储能模块100可包括电容器单元101和用于将电容器单元101彼此电连接的母线140。电容器单元101可包括其内分别具有弹性体111和121的上壳体110和下壳体120，以及插入并固定在上壳体110和下壳体120内的电容电池130。
上壳体110和下壳体120各自可被配置在一个表面开口的四边形盒中。上壳体110和下壳体120具有形成在其中央部分的内部空间112和122，电容电池130被插入在该内部空间中。弹性体111和121分别安装在内部空间112和122的两侧部分。
上壳体110和下壳体120可彼此对应构成，且因此，上壳体110和下壳体120的开口面可彼此紧密附着，并通过诸如螺栓和螺母的耦接构件彼此耦接。这里，安装在上壳体110和下壳体120处的弹性体111和121可被置于彼此对应的位置处。
另外，上壳体110和下壳体120可主要由金属材料制成，并可被配置在通过混合金属材料和树脂材料制成的盒中。在使用金属材料的情况下，优选具有良好导热性且能够很容易保持其强度的金属材料，诸如铝。
同时，突起113和123以及凹槽114和124可分别形成在与上壳体110和下壳体120的开口面相对的其他表面（也就是说，上壳体110和下壳体120彼此紧密附着的结构的顶面和底面）上。突起113和123以及凹槽114和124可形成在彼此对应的拐角部分处，使得在上壳体110和下壳体120紧密附着以模块化模块100中的每一个的同时可顺序堆叠模块100。
至少一个电容电池130可被顺序堆叠并插入上壳体110和下壳体120内。这里，电容电池130可被构造为囊型单元电池，该囊型单元电池通过堆叠各自具有延伸至其两侧部分的阳极端132和阴极端133的电极装配体131，并用囊密封所堆叠的电极装配体131来构成。
在插入上壳体110和下壳体120内的至少一个电容电池130中，电极装配体131可被容纳在内部空间112和122中，且延伸至电极装配体131的两侧部分的阳极端132和阴极端133可被定位于形成在上壳体110和下壳体120的两侧部分处的弹性体111和121上。
因此，上壳体110和下壳体120彼此紧密附着，且因此，电容电池130被紧密容纳在上壳体110和下壳体120内，并且延伸至电容电池130的两侧部分的阳极端132和阴极端133通过弹性体111和121被压缩，并因此可稳定地进行电极端（阳极和阴极端）132和133之间的电连接。
同时，安装形成在上壳体110和下壳体120的两侧部分处的弹性体111和121，使得它们在形成在内部空间112和122中的每一个的横向部分处的端连接部分内可弹性移动。弹性体111和121各自可被配置成板簧类型，并由此便于定位在连接部分内的阳极端132和阴极端133的电连接和压缩。
这里，弹性体111和121中的每一个均可具有板簧类型，且如图1和图3所示，其中央部分以棱角状突出从而具有三角形截面，以提高阳极端132和阴极端133上方和下方的压缩性能。
另外，为提高电容电池130的阳极端132之间和阴极端133之间的附着特性，弹性体111和121中的每一个均可被配置为使得中央部分如图5A所示凸起弯曲，或者使压缩面起伏以具有如图5B所示的多个凹凸，从而使压缩部分最大化。
同时，通过在上壳体110和下壳体120的内部空间112和122中插入电容电池130并压缩和耦接上壳体110和下壳体120而制造的多个电容器单元101，可通过母线140电连接。
母线140用于实现延伸至电容电池130的两侧部分的阳极端和阴极端的电交叉连接。母线140的上弯曲部分和下弯曲部分分别插入电容电池130中的每一个的端132和端133之间，以允许电容器单元101之间的电连接。
更具体地，可通过在电容电池130的阳极端132之间插入母线140的上弯曲部分和下弯曲部分中的一个，以及将母线140的上弯曲部分和下弯曲部分中的另一个插入另一电容器单元101的阳极端132中来获得电容器单元101之间的电连接。
母线140可由具有良好导电性和低电阻的铝（Al）或铜（Cu）制成，并可由铝合金或铜合金制成。而且，母线140也可由具有弹性的材料制成，使得当电容电池130的阳极端132和阴极端133被上壳体110和下壳体120的弹性体111和121压缩时，母线140可被瞬间压缩。
母线140可被配置成
字夹形状，且其上弯曲部分和下弯曲部分中的每一个均可插入电容电池130的阳极端132或阴极端133之间。这里，孔141可形成在各自由多个弯曲部分构成的弯曲表面中的任一个内。
在母线140中形成孔141的原因是为了与在电容电池130充电时用于测量所施加的电压的检测线（未示出）连接。
如上所述，根据本发明的储能模块，组装各自通过在上壳体和下壳体内插入多个电容器单元并通过弹性体来压缩延伸至两侧的阳极端和阴极端而制造的多个电容器单元，并随后通过使用母线来电连接，从而制造了比较简单结构的模块，并因此简化了工艺。
另外，根据本发明的储能模块，插入壳体中的电容电池的电极首先通过母线连接，并其次通过配置在壳体两侧部分处的弹簧经由压缩来连接，从而当由于电容电池的重复充电和放电而发生膨胀时，防止了阳极端与阴极端之间的电学短路。
尽管已结合实施方式示出并描述了本发明，但对于本领域技术人员而言，在不背离由所附权利要求限定的本发明的思想和范围的情况下，显然可做出修改和变更。
Claims (8)
1.一种储能模块，包括：
多个电容器单元，其各自包括：上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体均具有配置在其两侧部分处的弹性体；以及电容电池，其插入所述上壳体和所述下壳体内，并具有在其两侧部分处延伸的阳极电极和阴极电极；
其中，所述多个电容器单元通过插入所述电容电池的所述阳极电极之间和所述阴极电极之间的母线电连接。
2.根据权利要求1所述的储能模块，其中，所述上壳体和所述下壳体各自具有内部空间，且所述弹性体配置在对应于所述内部空间的两侧部分的位置处。
3.根据权利要求1所述的储能模块，其中，所述弹性体被配置成板簧类型。
4.根据权利要求3所述的储能模块，其中，所述弹性体被配置为使得其中央部分凸起弯曲或成角弯曲，以具有三角形截面。
5.根据权利要求3所述的储能模块，其中，所述弹性体被配置为使得其压缩面是起伏的。
6.根据权利要求1所述的储能模块，其中，所述电容电池由以囊型密封的电容器单元电池构成。
7.根据权利要求1所述的储能模块，其中，所述母线被配置成
字弯曲夹形，使得所述母线的上弯曲部分和下弯曲部分中的每一个插入所述电容电池的阳极端或阴极端之间，且其中，在所述母线的弯曲表面中的任一个内形成孔。
8.根据权利要求1所述的储能模块，其中，在与所述上壳体和所述下壳体的开口面相对的其他表面上，突起和凹槽对称地形成在彼此对应的拐角部分。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130130 |