CN104036966A - 水冷超级电容模组及其箱体和车辆 - Google Patents

水冷超级电容模组及其箱体和车辆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水冷超级电容模组及其箱体和车辆，顶、底板中至少一个为可拆固连在围板上的散热基板，散热基板内设有供冷却水流动的水冷流道，并在散热基板上开设有供冷却水流入和流出水冷流道的进、出水口，在使用时，冷却水会从超级电容单体的顶部和/或底部的散热基板中流过，以带走超级电容单体所散发的热量，起到对超级电容单体水冷散热的作用，相比现有技术中冷却用水需要在立壁的空腔中沉浮的结构相比，本发明中箱体的围板中不需要开设水冷用空腔，从而使得箱体的围板在搬运和拆装过程中不易在磕碰影响下而发生损伤，提高了箱体的牢固性。

Description

水冷超级电容模组及其箱体和车辆
技术领域
本发明涉及一种超级电容模组及其箱体和车辆。
背景技术
目前，混合动力客车的储能装置为超级电容模组，即通过将多个超级电容模组进行串联而形成超级电容组，但由于超级电容组本身有内阻，所以在使用过程中会发出大量的热量，温度会急剧上升，且超级电容模组的循环寿命与温度成反比，如果温度过高响超级电容模组的寿命会降低甚至烧毁。传统的给超级电容模组散热的方式为自然对流或采用电子风扇进行强制散热，采用这些方式能够满足一般的散热需求，但是当超级电容模组发热量较大时，虽然这种散热方式能起到一定的效果但是并不理想，所以需要散热效果更好，结构精巧、安装方便的超级电容模组。
中国专利文献201310709730.4公开了一种自行散热水循环低压电容器，该电容器包括本体及其外层包裹的金属层，金属层固定在本体上并与本体密封配合，金属层和本体之间形成一容水腔，容水腔内设有抗导热隔板，抗导热隔板将容水腔隔离成上、下端分别连通的内、外层腔体，在使用过程中，当本体捏的温度传导入内层腔体的水中时，内层墙体的热水上升并通过上端进入外层腔体，外层腔体与外界低温环境始终接触，外层腔体中的冷水下沉并通过下端进入内层腔体，从而达到自循环水冷散热额的效果。但在进行电容器的搬运和拆装时，需要推拉电容器的侧面围板部分来调整电容器的位置，而电容器上金属层和本体之间的容水腔又会使得电容器的侧围部分的抗冲击能力降低，以致电容器的侧围部分在搬运和拆装过程中极易发生损坏，以致整个电容器的使用可靠性和安全性降低。同时，由于电容器的容水腔是处于金属层和本体之间的，所以在容水腔发生泄漏时，整个电容器将整体报废，从而降低了电容器的使用寿命。而且该电容器的外部散热仍然采用翅片式的散热方式，散热效率整体较低，不能够满足大功率散热的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种散热效果更优且不易损坏的箱体，同时还提供了使用该箱体的水冷超级电容模组和车辆。
为了实现以上目的，本发明中箱体的技术方案如下：
箱体，包括围板和顶、底板，顶、底板和围板围成供两个以上串联后的超级电容单体装入的腔体，顶、底板中至少一个为可拆固连在围板上的散热基板，散热基板内设有供冷却水流动的水冷流道，并在散热基板上开设有供冷却水流入和流出水冷流道的进、出水口。
散热基板内设有导水板，水冷流道被导水板分隔为U型流道，进、出水口处于水冷流道的两端位置处。
水冷流道中设有处于导水板相背两侧的分流隔板，分流隔板沿水冷流道内冷却水流向延伸，并与导水板间隔设置。
散热基板包括基板及其上固定的盖板，基板的板面上开设有凹槽，盖板封堵在凹槽的槽口上并与基板密封配合而在盖板和基板之间形成水流流道。
本发明中水冷超级电容模组的技术方案如下：
水冷超级电容模组，包括箱体及其内装配的超级电容单体，箱体包括围板和顶、底板，顶、底板和围板围成供两个以上串联后的超级电容单体装入的腔体，顶、底板中至少一个为可拆固连在围板上的散热基板，散热基板内设有供冷却水流动的水冷流道，并在散热基板上开设有供冷却水流入和流出水冷流道的进、出水口。
根据权利要求5所述的水冷超级电容模组，其特征在于，散热基板内设有导水板，水冷流道被导水板分隔为U型流道，进、出水口处于水冷流道的两端位置处。
散热基板包括基板及其上固定的盖板，基板的板面上开设有凹槽，盖板封堵在凹槽的槽口上并与基板密封配合而在盖板和基板之间形成水流流道
本发明中车辆的技术方案如下：
车辆，包括电容模组，电容模组包括箱体及其内装配的超级电容单体，箱体包括围板和顶、底板，顶、底板和围板围成供两个以上串联后的超级电容单体装入的腔体，顶、底板中至少一个为可拆固连在围板上的散热基板，散热基板内设有供冷却水流动的水冷流道，并在散热基板上开设有供冷却水流入和流出水冷流道的进、出水口。
散热基板内设有导水板，水冷流道被导水板分隔为U型流道，进、出水口处于水冷流道的两端位置处。
散热基板包括基板及其上固定的盖板，基板的板面上开设有凹槽，盖板封堵在凹槽的槽口上并与基板密封配合而在盖板和基板之间形成水流流道。
本发明中顶、底板中至少一个为可拆固连在围板上的散热基板，散热基板内设有供冷却水流动的水冷流道，并在散热基板上开设有供冷却水流入和流出水冷流道的进、出水口，在使用时，冷却水会从超级电容单体的顶部和/或底部的散热基板中流过，以带走超级电容单体所散发的热量，起到对超级电容单体水冷散热的作用，相比现有技术中冷却用水需要在立壁的空腔中沉浮的结构相比，本发明中箱体的围板中不需要开设水冷用空腔，从而使得箱体的围板在搬运和拆装过程中不易在磕碰影响下而发生损伤，提高了箱体的牢固性。同时，散热基板是可拆装配在围板上的，所以在散热基板需要检修时，可直接将散热基板从围板上拆下，而不需要将整个箱体进行更换，从而延长了整个超级电容模组的使用寿命。
附图说明
图1是本发明车辆的实施例中超级电容模组的立体结构示意图；
图2是图1的立体分解结构示意图；
图3是图2中底板的结构示意图。
具体实施方式
本发明中车辆的实施例：如图1至图3所示，该车辆包括用电设备及其上电连接的水冷超级电容模组，水冷超级电容模组由箱体及其内装配的超级电容单体构成，其中超级电容单体成组排列并依次串接，箱体由围板9、顶板和底板构成，顶板和底部均为可拆连接在围板9上的对称设置的散热基板。底板由底基板8和底盖板15固连而成，底基板8的底板面上开设有矩形的凹槽16，盖板封堵在凹槽16的槽口上并与基板密封配合而在盖板和基板之间形成水流流道，并在凹槽16内固设有处于中间位置处的导水板18，导水板18将水冷流道分隔为U型流道，导水板18沿左右方向延伸，导水板18的左侧面与水冷流道的左侧壁面密封配合，导水板的右侧面和水冷流道的右侧流道间隔设置；底基板8的左侧设有处于水冷流道两端位置处的下进水口6和下出水口7；水冷流道内还固设有对称排布在导水板18前后侧的分流隔板17，分流隔板17沿水冷流道内冷却水流向（左右方向）延伸并与导水板18间隔设置，分流隔板17的左、右侧面分别与水冷流道的左、右侧壁面间隔设置。顶板的结构与底板的结构相似，区别在于，在顶基板1的左后角和右前角位置处分别开设有供总正极端子2和总负极端子10穿设的方形穿孔，并在顶板的左后角和右前角位置处分别装配有与总正极端子2和总负极端子10连接的绝缘固定件3，绝缘固定件3呈马钱状，其方形内孔用于止旋装配在极柱上。
顶板上的上进水口4和上出水口5和底板上的下进水口6和下出水口7均处于整个箱体的左侧，以便于从同侧向顶板和底板中供入冷却用水。顶基板1和底基板8的左右两端分别设有内沉的凹部，进、出水口处于该凹部中，以避免进、出水口从箱体的侧面伸出，充分利用空间。
底基板8和顶基板1的凹槽16的槽口部位分别设有用于对应安装顶盖板11和底盖板15的安装台阶，该安装台阶上开设有与对应盖板连接的连接用孔，并对盖板起到定位的作用，使得盖板沉入凹槽16中，盖板外露的一侧板面与基板的相应板面平齐。
围板9由两个U型板体左右对扣连接而成，在两个U型板体的对接端上对应设有相互卡扣连接的扣爪和扣槽。
本实施例中水冷超级电容模组通过铜板13将竖直放置的超级电容单体12串联在一起，超级电容单体12之间由绝缘薄壁塑料零件14进行隔离并固定在由顶板、底板、围板9形成的空腔内。总正极端子2和总负极端子10通过绝缘固定件3固定在顶板上。散热工作原理为设定超级电容单体12工作温度的上/下限值，并且在超级电容单体12上设置有温度传感器以实时采集超级电容单体12的工作温度，并将数据传输给超级电容管理系统，当超级电容单体12的工作温度达到设定的工作温度的上限值时，超级电容管理系统发出信号，继电器闭合，水泵工作，使水路导通开始冷却；当超级电容单体12的工作温度达到设定的工作温度的下限值时，超级电容管理系统发出信号，继电器断开，水泵停止工作，使水路断开，冷却中断，如此循环工作。
在上述实施例中，顶板和底板中均设有冷却流道，以在超级电容单体的顶底部同时进行冷却散热，提高散热效率，在其他实施例中，冷却流道也可以均处于顶板和底板其中一个中。
在上述实施例中，散热基板是由基板和盖板可拆固连而成，以便于对散热基板内冷却流道进行清理，在其他实施例中，散热基板也可以由焊接、铆接、粘接等方式固连在一起的两板体形成。
在上述实施例中，冷却流道总体是U型流道，又被分流隔板17分隔为数个分支流道，以保证冷却用水可流道超级电容单体顶底部的各个部位，提高散热效果，在其他实施例中，冷却流道也可以是一个整体性的空腔或蛇形、V型等形状的流道。
本发明中水冷超级电容模组的实施例：本实施例中水冷超级电容模组的结构与上述实施例中水冷超级电容模组的结构相同，因此不再赘述。
本发明中箱体的实施例：本实施例中箱体的结构与上述实施例中箱体的结构相同，因此不再赘述。

Claims (10)

1.箱体，包括围板和顶、底板，顶、底板和围板围成供两个以上串联后的超级电容单体装入的腔体，其特征在于，顶、底板中至少一个为可拆固连在围板上的散热基板，散热基板内设有供冷却水流动的水冷流道，并在散热基板上开设有供冷却水流入和流出水冷流道的进、出水口。
2.根据权利要求1所述的箱体，其特征在于，散热基板内设有导水板，水冷流道被导水板分隔为U型流道，进、出水口处于水冷流道的两端位置处。
3.根据权利要求2所述的箱体，其特征在于，水冷流道中设有处于导水板相背两侧的分流隔板，分流隔板沿水冷流道内冷却水流向延伸，并与导水板间隔设置。
4.根据权利要求1或2或3所述的箱体，其特征在于，散热基板包括基板及其上固定的盖板，基板的板面上开设有凹槽，盖板封堵在凹槽的槽口上并与基板密封配合而在盖板和基板之间形成水流流道。
5.水冷超级电容模组，包括箱体及其内装配的超级电容单体，箱体包括围板和顶、底板，顶、底板和围板围成供两个以上串联后的超级电容单体装入的腔体，其特征在于，顶、底板中至少一个为可拆固连在围板上的散热基板，散热基板内设有供冷却水流动的水冷流道，并在散热基板上开设有供冷却水流入和流出水冷流道的进、出水口。
6.根据权利要求5所述的水冷超级电容模组，其特征在于，散热基板内设有导水板，水冷流道被导水板分隔为U型流道，进、出水口处于水冷流道的两端位置处。
7.根据权利要求5或6所述的水冷超级电容模组，其特征在于，散热基板包括基板及其上固定的盖板，基板的板面上开设有凹槽，盖板封堵在凹槽的槽口上并与基板密封配合而在盖板和基板之间形成水流流道。
8.车辆，包括电容模组，电容模组包括箱体及其内装配的超级电容单体，箱体包括围板和顶、底板，顶、底板和围板围成供两个以上串联后的超级电容单体装入的腔体，其特征在于，顶、底板中至少一个为可拆固连在围板上的散热基板，散热基板内设有供冷却水流动的水冷流道，并在散热基板上开设有供冷却水流入和流出水冷流道的进、出水口。
9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，散热基板内设有导水板，水冷流道被导水板分隔为U型流道，进、出水口处于水冷流道的两端位置处。
10.根据权利要求8或9所述的车辆，其特征在于，散热基板包括基板及其上固定的盖板，基板的板面上开设有凹槽，盖板封堵在凹槽的槽口上并与基板密封配合而在盖板和基板之间形成水流流道。
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