CN107210140A - 储能装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种储能装置，包括：外部接线端，具有阳极和阴极中的一种极性，设置有凸出部和第一端子；外壳，具有与所述外部接线端相反的极性，设置有延长部；基板，利用其中心部上形成的孔，以围绕所述外部接线端的所述凸出部的外周面的形态进行配置；以及连接构件，位于所述基板的上面，与所述外部接线端的第一端子相结合；通过所述连接构件来连接所述第一端子和所述基板，所述延长部与所述基板相连接。根据这样的本发明，无需设置线束或其他额外的构件，也能够将储能装置的阳极和阴极电连接于具有单元均衡功能的基板，因此，节省设置线束或其他额外的构件所需的费用，并省去安装线束或其他额外的构件的工艺，从而能够提高储能装置模块的经济性及生产效率。

Description

储能装置
技术领域
本发明涉及储能装置。
本申请要求享有于2015年1月21日提交的韩国专利申请10-2015-0010103的优先权，通过援引将该专利申请结合在此，如同该专利申请在此被全部公开一样。
背景技术
被视为下一代电能储存装置的高电容储存装置是指作为电容器的一种的超电容器(Ultra Capacitor；UC)、超级电容器(Super Capacitor；SC)、双电层电容器(ElectricDouble Layer Capacitor；EDLC)等，它是具有电解电容器和二次电池的中间特性的储能装置，其为因具有高效率和半永久性的寿命特性，能够并用及代替二次电池的储能装置。
高电容储存装置在不容易进行维修(Maintenance)且要求长时间的使用寿命的应用程序(Application)中可以代替蓄电池来使用。高电容储存装置具有快速充放电特性，因而不仅在作为移动通信信息装置的手机、笔记本、PDA等中作为辅助电源使用，还非常适合在需要高容量的电动汽车、夜间路标灯、不间断供电(Uninterrupted Power Supply，UPS)等中作为主电源或辅助电源使用，并且以这样的用途得到广泛的应用。
在采用这样的高电容储存装置时，为了将其作为高电压用电池来使用，需要提供数千法拉(Farad)或数百伏特的高电压模块(module)。高电压模块可通过将多个高电容储存装置按所需数量连接来实现。此时，各个单元模块由利用汇流排(bus bar)或螺母来连接外部接线端的组件形态构成。
所述高电容储存装置模块在进行充电、待机及放电过程中，单元间的电压将达到不均衡状态，从而促使单元的老化，单元的容量(State of charge)减少而缩短其寿命，单元达到过电压状态而导致单元被破坏或发生爆炸。因此，所述高电容储存装置模块中需要提供有用于控制单元间的电压的单元均衡，以使所述单元间的电压保持均衡。
为了解决这样的问题，如图1所示，提供一种高电容储存装置模块3，其包括：多个高电容储存装置110、210，利用连接构件130相连接；多个均衡电路板120、220，分别连接于高电容储存装置110、210，用于控制各个高电容储存装置110、210的电压。
在高电容储存装置模块3中，通过螺母形状的连接构件130将某一高电容储存装置110的-端子112与另一高电容储存装置(未图示)的+端子314进行电连接。并且，在高电容储存装置模块3中，通过螺母形状的连接构件130将某一高电容储存装置110的+端子114与另一高电容储存装置210的-端子212进行电连接。
另外，为了通过各个均衡电路板120、220控制各个高电容储存装置110、210的电压，需要将各个均衡电路板120、220与高电容储存装置110、210进行电连接。为此，在现有的高电容储存装置模块3中，将结合于各个均衡电路板120、220的连接器122、222利用多个线束140相连接以接收+电流，各个均衡电路板120、220被支撑构件150支撑，以接触于多个连接构件130来接收-电流，从而将各个均衡电路板120、220与高电容储存装置110、210进行电连接。
但是，在如上所述利用多个连接器122、222和多个线束140的高电容储存装置模块3中，存在有因作业者的失误而忘记连接器122、222的连接，因支撑构件150未能较好地支撑各个均衡电路板120、220而无法向各个均衡电路板120、220进行供电，或者因多个线束140中产生热量引起高电容储存装置模块3的性能降低及因高电容储存装置110、120之间夹入线束140而线束140的覆膜被脱落或断开的问题。并且，还存在有因使用多个连接器122、222、多个线束140而导致成本上升的问题。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明为了解决如上所述的问题而提出，本发明的目的在于提供一种改进结构的储能装置，以使在未使用线束和连接器的情况下，能够在均衡电路板上电连接储能装置的-端子及+端子。
解决问题的技术方案
为了解决如上所述的目的，本发明的优选实施例的储能装置包括：外部接线端，具有阳极和阴极中的一种极性，设置有凸出部和第一端子；外壳，具有与所述外部接线端相反的极性，设置有延长部；基板，利用其中心部上形成的孔，以围绕所述外部接线端的所述凸出部的外周面的形态进行配置；以及连接构件，位于所述基板的上面，与所述外部接线端的第一端子相结合；通过所述连接构件来连接所述第一端子和所述基板，所述延长部与所述基板相连接。
优选地，本发明还包括：支撑构件，位于所述基板和所述外部接线端之间，支撑所述基板。
优选地，本发明还包括：绝缘构件，设置于所述外部接线端的上面和所述延长部之间，阻断所述外部接线端与所述延长部进行电连接。
优选地，所述基板设置有控制所述储能装置的电压的单元均衡电路。
优选地，所述连接构件与所述第一端子相连接，以向所述基板提供阴极电流或阳极电流中的一种电流，所述延长部向所述基板提供具有与所述连接构件不同的极性的电流。
优选地，所述延长部施压所述外部接线端的上面一部分，以将所述外部接线端固定于所述外壳的内部。
优选地，所述外壳还设置有第二端子，所述连接构件将某一储能装置的第一端子与另一储能装置的第二端子进行连接。
优选地，所述基板的中心部上形成的孔的直径大于所述凸出部的直径且小于所述连接构件的直径。
优选地，所述储能装置是高电容储存装置。
发明效果
根据本发明的储能装置，在未使用连接器和线束的情况下，能够将储能装置的阳极和阴极电连接于具有单元均衡功能的基板，从而减少配备线束和连接器构件所需的费用，省去安装线束和连接器构件的工艺，能够提高储能装置模块的经济性及生产效率。
附图说明
图1是示出现有的储能装置模块的概略结构的概略示意图。
图2是示出本发明的优选实施例储能装置模块的概略结构的概略示意图。
图3是图2的储能装置的剖视图。
图4是图3的储能装置的部分放大图。
图5是图4的储能装置的分离立体图。
图6是示出本发明的另一优选实施例的储能装置模块的概略结构的概略示意图。
图7是图6的连接构件的立体图。
具体实施方式
本说明书及权利要求书中使用的术语或单词不应被限定于通常或词典上的含义，而是遵循发明人为了以最优选的方法说明自己的发明而可适当地定义术语的概念的原则，其可以被解释为符合本发明的技术思想的含义和概念。因此，本说明书中记载的实施例和附图上示出的结构仅属于本发明的最优选的一实施例，而并非代表本发明的技术思想的全部，因此，应当理解的是，在本申请时点上存在有能够将其代替的多种均等物和变形例。
对于附图中示出的各结构要素或构成该结构要素的特定部分而言，为了说明上的便利及明确，对其大小进行夸张或省略或概略示出。因此，各结构要素的大小并不完全地反映其实际大小。如果判断为对相关的公知功能或结构的具体说明不必要地混淆本发明的要旨，则将省去这样的说明。
图2是示出本发明的优选实施例的储能装置模块的概略结构的概略示意图，图3是示出图2的储能装置模块的储能装置和外壳的截面的概略示意图。
参照图2及图3，本发明的优选实施例的储能装置模块1包括：外部接线端14，与裸单元11(bare cell)的阴极相连接而具有阴极的极性，包括第一端子16；外壳30，与裸单元11的阳极相连接而具有阳极的极性，包括延长部32和第二端子33；基板20，与外部接线端14的第一端子16及外壳30的延长部32分别电连接；以及连接构件50，将某一储能装置10a的第二端子33与另一储能装置10b的第一端子16相连接。
储能装置10是用于储存电能的元件，可以采用高电容储存装置或其他多种元件。以下，为了说明上的便利，将以储能装置10为高电容储存装置的情况为基准，对本发明的优选实施例的储能装置模块1进行说明。
储能装置10的数目并没有特别的限定，可以设置有两个以上的储能装置10。在设置有多个储能装置10的情况下，如图2所示，可利用连接构件50按储能装置10的长度方向将某一个储能装置10a的第二端子33与另一个储能装置10b的第一端子16相连接，从而能够串联连接多个储能装置10。
储能装置10包括：裸单元11，由阳极、阴极、分隔件以及电解质构成；第一内部接线端12，结合于裸单元11的一侧，与裸单元11的阴极进行电连接；第二内部接线端13，结合于裸单元11的另一侧，与裸单元11的阳极进行电连接；外部接线端14，结合于第一内部接线端12的外侧，以使其至少一部分向外壳30的外部露出，与第一内部接线端12进行电连接；以及外壳30，与第二内部接线端13进行电连接。
外部接线端14包括：凸出部15，从所述外部接线端上面凸出形成；以及第一端子16，设置于凸出部15的上面，沿着外周面形成有螺纹，用于将某一储能装置与另一储能装置相连接。
第一内部接线端12与裸单元11的阴极进行电连接，因此，第一内部接线端12及与第一内部接线端12进行电连接的外部接线端14和第一端子16分别具有阴极的极性。并且，第二内部接线端13与裸单元11的阳极进行电连接，因此，第二内部接线端13及与第二内部接线端13进行电连接的外壳30具有阳极的极性。外壳30具有第二端子33，所述第二端子在外壳的下面凸出形成，沿着外周面形成有螺纹，用于将相邻的储能装置10进行连接。外壳30的至少一部分由导电性材质构成，并且形成储能装置10的外观。并且，外壳30以围绕储能装置10的至少一部分的方式进行设置。由此，当基板30与外部接线端14相连接时，将从外部接线端14提供到阴极电流，当与外壳30相连接时，将从外壳30提供到阳极电流。
图4是图3的储能装置模块的部分放大图。
外壳30的至少一部分由导电性材质构成，并且以围绕储能装置10的至少一部分的方式进行设置，从而形成储能装置10的外观。如图3所示，所述外壳包括：外壳本体31，具有围绕裸单元11的形态的圆筒形主体，圆筒形主体的上面或下面中的一面被封闭，与第二内部接线端13进行电连接；延长部32，从外壳本体31的圆筒形主体延伸形成，与基板20进行电连接；以及第二端子33，从外壳本体31凸出形成，与另一储能装置10的第一端子16进行电连接。
如图3所示，将外壳本体31的圆筒形主体的下面进行封闭的外壳本体31的底面部与第二内部接线端13的下面，以与第二内部接线端13进行电连接。外壳本体31的圆筒形主体以与裸单元11按规定间隔大小隔开的状态围绕所述裸单元而形成。
外壳本体31与具有阳极的极性的第二内部接线端13进行电连接，因此，外壳本体31、从外壳本体31延伸的延长部32以及从外壳本体31凸出形成的第二端子33分别具有阳极的极性。由此，在外壳30中流动有阳极电流。
第二端子33从外壳本体31的下部凸出形成，并且具有阳极的极性。第二端子33利用连接构件50与另一储能装置10的第一端子16相连接。如图3所示，在第二端子33的外周面形成有用于与连接构件50进行螺丝结合的螺纹。
虽然本发明中以具有阴极的极性的外部接线端14和具有阳极的极性的外壳300为例进行了说明，但是相反地，也可以使外部接线端14具有阳极的极性，外壳300具有阴极的极性。
如图4所示，延长部32由外壳本体31的圆筒形主体的端部弯折而形成，所述延长部位于外部接线端14和基板20之间，以将外壳30与基板20进行电连接。并且，延长部32还将向外部露出的外部接线端14的上面一部分进行施压，以起到将外部接线端14固定于外壳30的内部的作用。延长部32的形状并没有特别的限定。例如，如图4所示，延长部32可由外壳本体31的端部弯折而形成，以使所述延长部具有曲面形状，利用所述延长部的一部分接触于基板20的下面，使其与基板20进行电连接。
在延长部32和外部接线端14之间配置有绝缘构件40，以阻断延长部32与外部接线端14之间的电连接。利用如上所述设置有延长部32，基板20将通过具有阳极的极性的延长部32与阳极相连接。此时，无需设置有线束和连接器构件等，也能够将基板20与储能装置10的阳极相连接，从而减少配备线束和连接器构件所需的费用。由此，本发明的优选实施例的储能装置模块1能够提高市场竞争力，省去将线束和连接器构件连接于基板的制作工艺，从而能够提高生产效率。
图5是图2的储能装置的分离立体图。
如图4所示，基板20设置有多个，并且在每个储能装置10上设置有一个。在各个基板20可设置有用于执行各个储能装置10的单元均衡的电路。各个基板20可以是印刷电路板PCB，但是本发明并不限定于此。
基板20以围绕外部接线端14的凸出部15的外周面的方式进行设置。基板20的下面被延长部32的中间部35接触及支撑，从而与具有阳极的极性的外壳30进行电连接。基板20的上面与连接构件50的下面相接触，从而与具有阴极的极性的第一端子16进行电连接。
为了将基板20以围绕外部接线端14的凸出部15的外周面的方式进行设置，在基板20的中心部形成有具有比外部接线端14的凸出部15的直径l1大的直径l4的孔22。并且，所述孔22形成为小于连接构件50的直径l5，以使基板20能够与连接构件50相接触。
为了在储能装置10进行模块化时防止与相邻的储能装置产生干涉，基板20形成为具有比储能装置10的直径小的直径。其中，储能装置10的模块化是指将多个储能装置10进行电连接。
为了防止基板20的中心部向储能装置10侧弯曲，可将支撑构件60位于基板20和外部接线端14之间，以支撑基板20的中心部。如图5所示，这样的支撑构件60可以是由弹性材质形成，设置有具有比凸出部15的直径l5大的直径l3的孔62，以围绕外部接线端14的凸出部15，并且由比绝缘构件40的孔42的直径l2小的直径形成的波形垫圈(wave washer)。
接着，连接构件50由导电性材质形成，并且将某一储能装置10a与另一储能装置10b进行电连接。如图5所示，连接构件50包括螺丝孔52，所述螺丝孔具有螺母形状，在其内周面形成有可与第一端子16及第二端子33进行螺丝结合的螺纹。因此，如图4所示，可将某一储能装置10a的阴极与另一储能装置10b的阳极进行电连接。由此，可以利用连接构件50串联连接多个储能装置10。
并且，连接构件50具有比基板20的孔22的直径l1大的直径。因此，如图4所示，连接构件50的下面可与基板20的上面进行电接触，由此，第一端子16和基板20可以连接构件50作为媒介进行电连接。
图6是示出本发明的另一优选实施例的储能装置模块的概略结构的概略示意图，图7是图6的连接构件的立体图。
本发明的另一优选实施例的储能模块2的基本结构与上述的本发明的优选实施例的储能装置模块10相同，只是在储能装置10的布置方法和连接方法上与本发明的优选实施例的储能模块1存在有区别。以下，为了说明上的便利，与上述的本发明的优选实施例的储能装置模块1相同的结构将使用相同的附图标记进行说明。
如图6所示，多个储能装置10以隔开预设定的间隔的方式沿着储能装置10的宽度方向并排进行配置，并且被配置为某一个储能装置10a的第一端子16和与所述某一个储能装置10a相邻的另一个储能装置10b的第二端子33位于相同线上。
为了将这样的某一个储能装置10a的第一端子16与另一个储能装置10b的第二端子33进行电连接，如图6所示，本发明的另一优选实施例的储能装置模块2包括连接构件70。
如图7所示，连接构件70具有条(bar)形状，并且设置有供某一个储能装置10a的第一端子16和另一个储能装置10b的第二端子33分别夹设的一对夹孔72、74。由此，如图6所示，通过将连接构件70设置为，在一对夹孔72、74分别夹设某一个储能装置10a的第一端子16和另一个储能装置10b的第二端子33，能够串联连接储能装置10。
并且，如图6所示，在贯通连接构件70的夹孔72、74的第一端子16的上部和第二端子33的上部分别以螺丝方式结合有螺母80，据此能够防止连接构件70脱离。本发明中以将连接构件70设置为，使某一个储能装置10a的第一端子16和另一个储能装置10b的第二端子33分别夹设于所述连接构件，并且为了将其固定而使用螺母80的情形为例进行了说明，但是也可利用熔接等方法来固定连接构件70。
以上利用限定的实施例和附图对本发明进行了说明，但是本发明并不限定于此，本发明所属的技术领域的技术人员可以在本发明的技术思想和所附的权利要求书的均等范围内进行多种修改及变形。

Claims (9)

1.一种储能装置，其特征在于，
包括：
外部接线端，具有阳极和阴极中的一种极性，设置有凸出部和第一端子，
外壳，具有与所述外部接线端相反的极性，设置有延长部，
基板，利用其中心部上形成的孔，以围绕所述外部接线端的所述凸出部的外周面的形态进行配置，以及
连接构件，位于所述基板的上面，与所述外部接线端的第一端子相结合；
通过所述连接构件来连接所述第一端子和所述基板，所述延长部与所述基板相连接。
2.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，
还包括：
支撑构件，位于所述基板和所述外部接线端之间，支撑所述基板。
3.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，
还包括：
绝缘构件，设置于所述外部接线端的上面和所述延长部之间，阻断所述外部接线端与所述延长部进行电连接。
4.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，
所述基板设置有控制所述储能装置的电压的单元均衡电路。
5.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，
所述连接构件与所述第一端子相连接，以向所述基板提供阴极电流或阳极电流中的一种电流，所述延长部向所述基板提供具有与所述连接构件不同的极性的电流。
6.根据权利要求5所述的储能装置，其特征在于，
所述延长部施压所述外部接线端的上面一部分，以将所述外部接线端固定于所述外壳的内部。
7.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，
所述外壳还设置有第二端子，所述连接构件将某一储能装置的第一端子与另一储能装置的第二端子进行连接。
8.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，
所述基板的中心部上形成的孔的直径大于所述凸出部的直径且小于所述连接构件的直径。
9.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，
所述储能装置是高电容储存装置。
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