CN111681880A - 一种超级电容的连接构件及其组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超级电容的连接构件及其组件，包括：多个单元模块，其具有第一表面及处于所述第一表面对侧的第二表面，每个所述单元模块包括一个或多个用于容纳电容单体的容纳空间；每个所述单元模块上处于所述容纳空间的四周均匀设置有若干由第一表面向第二表面形成的缺口；多个单元模块可邻接形成一用于联结多个电容单体的盖体，多个相邻单元模块上的缺口可围绕形成一连接孔。本发明中，由单元模块组合拼装形成盖体，盖体的形状和大小可以依据不同需求进行拼接，使用起来更加灵活。

Description

一种超级电容的连接构件及其组件
技术领域
本发明涉及超级电容技术领域，尤其涉及一种超级电容的连接构件及其组件。
背景技术
超级电容模组是将多个电容单体串联，配合电压均衡和放电稳压系统，用外壳组合而成的一个新型能量包。超级电容使用不同串联或并联的形式组成不同的储能部件，需要使用连接构件将超级电容单体串联或并联的联结成不同的能量包。
在现有技术中，超级电容以不同串并联的形式组成不同的储能部件，不同的储能部件中，用于连接紧固超级单体的结构件不能通用使用，连接件的形状大小与电容单体的数量及组合形状需要一一对应，当对应不同的电容单体及其组合的时候，就需要重新制作连接件及其组件，提高了制作成本，增加了制作难度。
现有中国专利公开号为“CN208000826U”的一种超级电容模组，包括盖板(1)、壳体(2)和PCB模块(3)；所述盖板(1)的外侧面固定设有多个方形通槽(11)；所述壳体(2)的外侧面的上部位置固定设有多个方形扣台(21)；所述壳体(2)的外侧面的下部位置固定设有多个加强圆弧结构(22)；所述壳体(2)的内侧面固定设有壳体端面(26)；所述PCB模块(3)包括多个电容器单体(31)、用于连接多个所述电容器单体(31)的电路板(32)以及接线端子(33)；所述PCB模块(3)放置在所述壳体端面(26)的顶端；所述盖板(1)的方形通槽(11)与所述壳体(2)的方形扣台(21)扣紧。上述技术方案存在着盖板与电容器单体只能一一对应，盖板不可用于其他电容器单体组合形状的模组的问题。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明所要解决的技术问题在于，提出一种超级电容的连接构件及其组件，用于解决现有技术中连接件的形状大小与电容单体的数量及组合形状需要一一对应的问题。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是一种超级电容的连接构件及其组件，包括：
单元模块，其具有第一表面及处于所述第一表面对侧的第二表面，所述单元模块包括一个或多个用于容纳电容单体的容纳空间；
所述单元模块上处于所述容纳空间的四周均匀设置有若干由第一表面向第二表面形成的缺口，所述第一表面沿其长度方向设有一上盖，所述上盖偏置于所述第一表面的一侧，所述缺口贯通所述上盖；
多个单元模块可邻接形成一用于联结多个电容单体的盖体，多个相邻单元模块上的缺口可围绕形成一连接孔。
优选地，所述单元模块包括两个所述容纳空间，每个所述单元模块上处于容纳空间四周均匀设置四个所述缺口，四个相邻的所述单元模块上的四个缺口围绕形成一连接孔。
优选地，所述缺口包括与第一表面相接的第一缺口及与第二表面相接的第二缺口；
所述连接孔包括第一连接孔与第二连接孔，四个所述第一缺口围绕形成所述第一连接孔，四个所述第二缺口围绕形成第二连接孔，所述第一连接孔的半径大于所述第二连接孔的半径；
所述第一连接孔与所述第二连接孔的连接处具有一台阶面。
优选地，所述台阶面为90°的扇环。
优选地，由所述台阶面通向第二表面形成四个锁紧通孔。
优选地，所述锁紧通孔在所述台阶面上的横截面为40°-60°的扇环。
优选地，一种超级电容组件，包括多个电容单体及两个盖体，在电容单体的两端分别设置一个所述盖体，且电容单体的两端均由第二表面伸入所述容纳空间与所述上盖抵顶，还包括：
多个连接片，其用于连接相邻电容单体的同侧电极；
多个锁紧环，其具有上表面和下表面，所述锁紧环设置在所述第一连接孔内且所述锁紧环的下表面与台阶面贴合；
多个连接杆，其设置在所述连接孔内，所述连接杆的两端均延伸出四个弹性限位片，所述弹性限位片端部设有倒钩，所述弹性限位片依次伸入锁紧通孔与锁紧环且所述倒钩与所述锁紧环抵顶。
优选地，所述锁紧环的下表面向上表面形成一环形斜面，且所述环形斜面处于锁紧环的内侧。
优选地，所述倒钩设有一与所述环形斜面对应的倒钩斜面。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
一、由单元模块组合拼装形成盖体，盖体的形状和大小可以依据不同需求进行拼接，使用起来更加灵活。
二、在生产过程中也只需生产同样的单元模块，相较于直接生产整体盖体而言，其降低了成本和制造难度。
三、一个单元模块内设置两个容纳空间，平衡了整体强度与组合的灵活性之间的优劣势，在保证其整体强度足够的前提下，使得其单元模块间的组合最灵活。
四、通过连接杆的安装，使得两个盖体始终能够将电容单体紧紧的压住，其整体性更强，相邻单元模块之间不易脱落，在安装外部箱体和/或需要移动超级电容的时候，可以保证拼装好的超级电容不会松散。
五、设置了环形斜面与倒钩斜面相配合，使得锁紧环挤入台阶面与倒钩之间时更顺滑，用更小的力便可将锁紧环推入，安装过程更便捷。
附图说明
图1为实施例中超级电容的结构示意图；
图2为实施例中单元模块的结构示意图；
图3为实施例中盖体与连接杆的结构示意图；
图4为实施例中连接杆的剖视图；
图5为实施例中弹性限位片与锁紧环配合的结构示意图；
图6为实施例中电容单体串联时多个方向的示意图；
图7为实施例中电容单体并联时多个方向的示意图；
图中，100-盖体，110-上盖，120-连接片，130-连接孔，131-第一连接孔，132-第二连接孔，140-容纳空间，150-缺口，151-第一缺口，152-第二缺口，160-锁紧通孔，170-台阶面；
200-电容单体；
300-总电极；
400-连接杆，410-弹性限位片，411-倒钩，411a-倒钩斜面；
500-锁紧环，510-环形斜面。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
请参照图1-图5，一种超级电容的连接构件及其组件，包括：
单元模块，其具有第一表面及处于所述第一表面对侧的第二表面，所述单元模块包括一个或多个用于容纳电容单体200的容纳空间140；
所述单元模块上处于所述容纳空间140的四周均匀设置有若干由第一表面向第二表面形成的缺口150，所述第一表面沿其长度方向设有一上盖110，所述上盖110偏置于所述第一表面的一侧，所述缺口150贯通所述上盖；
多个单元模块可邻接形成一用于联结多个电容单体200的盖体100，多个相邻单元模块上的缺口150可围绕形成一连接孔130。
即是说，本实施例中，处于多个电容单体200两端的盖体100是由多个单元模块组合形成，由于一个单元模块包括了一个或多个用于容纳电容单体200的容纳空间140，因此，将多个单元模块进行拼装，可以组合形成任一形状的盖体100以满足不同电容单体200的组合形式。
多个缺口150围绕形成的连接孔130用于固定连接件(如连接杆400等)的安装，其目的是为了使得多个单元模块组合后的超级电容更具有整体性，强度更高。
所述单元模块包括两个所述容纳空间140，每个所述单元模块上处于容纳空间140四周均匀设置四个所述缺口150，四个相邻的所述单元模块上的四个缺口150围绕形成一连接孔130。
具体说，容纳空间140与电容单体200的形状一致，为圆柱状，而一个单元模块上设置两个圆柱状的容纳空间140，即单元模块呈长方体的形状；不难理解的是，四个缺口150围绕形成一个圆孔，即缺口150的角度为90°，即1/4个圆的范围；又因为，单元模块在容纳空间140的四周设有四个缺口150，那么可以推出，在两个容纳空间140之间，会由四个90°的缺口150形成两个180°的半圆缺口，半圆缺口与另一个相邻的半圆缺口包围形成连接孔130。
在本实施例中，上盖110为偏置设置，即设置缺口150上的一侧且处于长方体的单元模块较长的一边；当电容单体200伸入容纳空间140后，电容单体200的端部与上盖110抵顶，因此上盖110在此处起到了限位的作用。
同时，参照图7，只有将上盖110偏置，才能使得多个单元模块共用同一连接片120进行联接，进而实现超级电容模组的多种不同形式的串并联，也可使得多个单元模组之间的组合更为灵活。
所述缺口150包括与第一表面相接的第一缺口151及与第二表面相接的第二缺口152；
所述连接孔130包括第一连接孔131与第二连接孔132，四个所述第一缺口151围绕形成所述第一连接孔131，四个所述第二缺口152围绕形成第二连接孔132，所述第一连接孔131的半径大于所述第二连接孔132的半径；
所述第一连接孔131与所述第二连接孔132的连接处具有一台阶面170。
所述台阶面170为90°的扇环。
由所述台阶面170通向第二表面形成四个锁紧通孔160。
所述锁紧通孔160在所述台阶面170上的横截面为40°-60°的扇环。
锁紧通孔160处于台阶面170的中间位置。
一种超级电容组件，包括多个电容单体200及两个盖体100，在电容单体200的两端分别设置一个所述盖体100，且电容单体200的两端均由第二表面伸入所述容纳空间140与所述上盖110抵顶，还包括：
多个连接片120，其用于连接相邻电容单体200的同侧电极；连接片120通过焊接与电容单体200固定。
多个锁紧环500，其具有上表面和下表面，所述锁紧环500设置在所述第一连接孔131内且所述锁紧环500的下表面与台阶面170贴合；
多个连接杆400，其设置在所述连接孔130内，所述连接杆400的两端均延伸出四个弹性限位片410，所述弹性限位片410端部设有倒钩411，所述弹性限位片410依次伸入锁紧通孔160与锁紧环500且所述倒钩411与所述锁紧环500抵顶。
在进行拼装时，首先将连接杆400伸入连接孔130中，四个弹性限位片410分别穿过四个锁紧通孔160，倒钩411与台阶面170之间留有一定距离，而锁紧环500的厚度可以选择等于或者略大于倒钩411与台阶面170之间的距离，将锁紧环500挤进台阶面170与倒钩411之间，此时锁紧环500的下表面与台阶面170抵顶，锁紧环500的上表面与倒钩411抵顶。以此，通过连接杆400的安装，使得两个盖体100始终能够将电容单体200紧紧的压住，其整体性更强，相邻单元模块之间不易脱落，在安装外部箱体和/或需要移动超级电容的时候，可以保证拼装好的超级电容不会松散。
安装好后，两个盖体100处于相对的设置，即两个盖体100的第二表面处于两个第一表面之间，电容单体200的两端均由第二表面伸入容纳空间140。
所述锁紧环500的下表面向上表面形成一环形斜面510，且所述环形斜面510处于锁紧环500的内侧。
所述倒钩411设有一与所述环形斜面510对应的倒钩斜面411a。
锁紧环500的安装过程：锁紧环500由倒钩斜面411a处推入，由于设有环形斜面510与倒钩斜面411a配合，当锁紧环500向下压的时候，弹性限位片410具有弹性的往内弯曲，直到锁紧环500完全推入时，弹性限位片410复位，此时锁紧环500的下表面与台阶面170抵顶，锁紧环500的上表面与倒钩411抵顶，即完成推入过程。
设置环形斜面510与倒钩斜面411a的目的在于：使得锁紧环500挤入台阶面170与倒钩411之间时更顺滑，用更小的力便可将锁紧环500推入，使安装过程更便捷。
容易理解的是，当一个单元模块内设置的容纳空间140数量越多，其整体的强度越高，但单元模块间组合的灵活性降低，相反一个单元模块内设置的容纳空间140数量越少，其整体的强度越低，而单元模块间组合的灵活性越好。
在本实施例中，一个单元模块内设置两个容纳空间140，是为了平衡整体强度与组合的灵活性之间的优劣势，在保证其整体强度足够的前提下，使得其单元模块间的组合最灵活。若一个单元模块内设置一个容纳空间140，此时单元模块间的组合灵活性最好，但其整体强度不够，在后期超级电容的使用过程中，连接片120与电容单体200的焊接处受到横向的力极易产生松动，进而导致接触不良，使得整个超级电容出现故障；如本实施例中在一个单元模块内设置两个容纳空间140，且连接片120连接的是同一单元模块的同侧电极，那么在后期使用过程中，连接片120与电容单体200的连接处不受横向的力，就不会产生松动，也就保证了其整体强度，增长了使用寿命。
请参照图6-图7，超级电容的串联或并联的安装方法如下：
各个电容单体200之间的相互连接关系决定于各个电容单体200间电极的相互位置关系及连接片120的固定位置。
当各电容单体200之间为串联时，电容单体200与任一个相邻电容单体200的电极均为相反布置，即当该电容单体200的一侧电极为正极时，相邻的电容单体200在同侧的电极为负极；此时连接片120为长条状，用连接片120连接相邻两个电容单体200的同侧电极，若干连接片120将多个电容单体200串联成超级电容，同时在某个单元模块的电极的一侧，不设置连接片120进行连接，将该单元模块的未连接的正负极用作整个超级电容的总电极300。
当各电容单体200之间为并联时，同一单元模块内的两个电容单体200的同侧电极为相同的，相邻单元模块的同侧电极相反；此时需用到正方体和长条状的连接片120，正方体连接片120将相邻单元模块的同侧电极连接，即连接两个正极和两个负极，长条状的连接片120将单元模组内的两个同侧电极连接且将连接后形成的电极用作超级电容的一个电极，超级电容的另一个电极同样由长条状的连接片120将单元模组内的两个同侧电极连接而成。
拼装好后，将整个超级电容放置于一个外部箱体中，外部箱体的内壁与单元模块的边缘贴合，使得各个单元模块之间不会产生横向的位移。
在超级电容的两个正负极处焊接有正极接头和负极接头，两个接头可设置穿过外部箱体，在不打开外部箱体的情况下就可接线使用。
实施例二
本实施例中，与实施例一的实施方式大致相同，仅存在以下区别；
容纳空间140的内径尺寸为61mm，这是基于目前超级电容单体200的尺寸而设置，上盖110为偏置设计，且上盖110与容纳空间140中心线的距离为16mm。该数值均是依据现有的电容单体200及其他的标准而设定，因此，本方案可适用大部分的电容单体200。
锁紧通孔160在所述台阶面170上的横截面为50°的扇环。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种超级电容的连接构件，其特征在于，包括：
单元模块，其具有第一表面及处于所述第一表面对侧的第二表面，所述单元模块包括一个或多个用于容纳电容单体的容纳空间；
所述单元模块上处于所述容纳空间的四周均匀设置有若干由第一表面向第二表面形成的缺口，所述第一表面沿其长度方向设有一上盖，所述上盖偏置于所述第一表面的一侧，所述缺口贯通所述上盖；
多个单元模块可邻接形成一用于联结多个电容单体的盖体，多个相邻单元模块上的缺口可围绕形成一连接孔。
2.根据权利要求1所述的一种超级电容的连接构件，其特征在于，所述单元模块包括两个所述容纳空间，每个所述单元模块上处于容纳空间四周均匀设置四个所述缺口，四个相邻的所述单元模块上的四个缺口围绕形成一连接孔。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种超级电容的连接构件，其特征在于，所述缺口包括与第一表面相接的第一缺口及与第二表面相接的第二缺口；
所述连接孔包括第一连接孔与第二连接孔，四个所述第一缺口围绕形成所述第一连接孔，四个所述第二缺口围绕形成第二连接孔，所述第一连接孔的半径大于所述第二连接孔的半径；
所述第一连接孔与所述第二连接孔的连接处具有一台阶面。
4.根据权利要求3所述的一种超级电容的连接构件，其特征在于，所述台阶面为90°的扇环。
5.根据权利要求3所述的一种超级电容的连接构件，其特征在于，由所述台阶面通向第二表面形成四个锁紧通孔。
6.根据权利要求5所述的一种超级电容的连接构件，其特征在于，所述锁紧通孔在所述台阶面上的横截面为40°-60°的扇环。
7.一种超级电容组件，包括多个电容单体及两个如权利要求1-6中任一项所述的盖体，在电容单体的两端分别设置一个所述盖体，且电容单体的两端均由第二表面伸入所述容纳空间与所述上盖抵顶，其特征在于，还包括：
多个连接片，其用于连接相邻电容单体的同侧电极；
多个锁紧环，其具有上表面和下表面，所述锁紧环设置在所述第一连接孔内且所述锁紧环的下表面与台阶面贴合；
多个连接杆，其设置在所述连接孔内，所述连接杆的两端均延伸出四个弹性限位片，所述弹性限位片端部设有倒钩，所述弹性限位片依次伸入锁紧通孔与锁紧环且所述倒钩与所述锁紧环抵顶。
8.根据权利要求7所述的一种超级电容组件，其特征在于，所述锁紧环的下表面向上表面形成一环形斜面，且所述环形斜面处于锁紧环的内侧。
9.根据权利要求8所述的一种超级电容组件，其特征在于，所述倒钩设有一与所述环形斜面对应的倒钩斜面。
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