CN114300267A - 一种可高效散热的超级电容单体 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可高效散热的超级电容单体，涉及超级电容技术领域，包括箱体、散热箱和散热组件以及减震组件，箱体一侧开设有多个出气孔，箱体另一侧开设有进气孔，进气孔内部设置有滤网，箱体内部设置有散热箱，散热箱内部设置有导热板，散热箱内部设置有多个电容单体，箱体与散热箱之间设置有散热组件，用于对散热箱进行散热。该种超级电容通过扇叶、进气孔、导热板、通气孔和散热箱的配合使用，实现对超级电容的高效散热，通过弹簧柱和橡胶垫的配合使用，实现减震功能。

Description

一种可高效散热的超级电容单体

技术领域

本发明涉及超级电容技术领域，具体是一种可高效散热的超级电容单体。

背景技术

超级电容，又名电化学电容，是通过极化电解质来储能的一种电化学元件，它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原赝电容电荷储存电能，但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。

超级电容在进行充电和放电的过程中，会出现能量的损坏，而这部分能量大部分会转换成热量进行释放，因此在对超级电容进行生产时，需要安装有散热装置对超级电容进行散热，避免超级电容积聚的热量过多，影响超级电容的正常使用，甚至会引发超级电容自燃或爆炸，而传统的超级电容在进行散热时，一般是依靠导热良好的外壳进行散热或开设透气孔进行散热，并在外壳上加装多块散热片增加与空气接触面积进行散热。

但是只通过外壳进行热交换的散热功能较为单一，且散热效果不佳，若在温度较高的环境进行使用时，外壳内外温度相差不大，使得外壳无法有效的对超级电容进行散热，而开设透气孔后容易使得外界异物或粉尘颗粒进入到壳体内部并与超级电容接触，影响超级电容的散热效果，同时超级电容在受到外界异物撞击时，容易使得超级电容与容器内壁碰撞，但现有的超级电容不具有减震功能，造成超级电容内部的电解液波动甚至破裂泄漏。

发明内容

本发明旨在于解决背景技术中存在的缺点，提供一种可高效散热的超级电容单体，通过扇叶、进气孔、导热板、通气孔和散热箱的配合使用，实现对超级电容的高效散热，通过弹簧柱和橡胶垫的配合使用，实现减震功能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种可高效散热的超级电容单体，包括箱体、散热箱和散热组件；

所述箱体一侧开设有多个出气孔，所述箱体另一侧开设有进气孔，所述进气孔内部设置有滤网，所述箱体内部设置有散热箱，所述散热箱内部设置有导热板，所述散热箱内部设置有多个电容单体；

所述箱体与散热箱之间设置有散热组件，用于对所述散热箱进行散热。

进一步的，所述散热组件包括微型电机、扇叶和滑块，所述进气孔内部固定安装有连接板，所述连接板一侧固定安装有微型电机，所述微型电机外侧均固定连接有多个扇叶，其中一个扇叶上开设有滑槽，所述滑槽内部滑动连接有滑块，所述滑块远离滑槽一侧设置有第一万向球，所述滑槽和滑块均呈“T”字形结构，所述温度感应器的信号输出端与微型电机的信号接收端信号连接。

进一步的，所述进气孔内壁固定安装有两个固定块，两个所述固定块背向滤网一侧均开设有凹槽，所述凹槽内部设置有拉力弹簧，所述拉力弹簧一端固定连接有挡板，所述挡板尺寸大于两块所述固定块之间设置的间距，所述挡板远离拉力弹簧的一侧固定安装有连接块，所述连接块远离挡板一侧设置有第二万向球，所述第一万向球与第二万向球之间固定连接有连接杆。

进一步的，所述散热箱与箱体之间固定连接由多个弹簧柱，且多个所述弹簧柱呈水平均匀排列分布，所述散热箱底部的内壁上设置有橡胶垫，且所述橡胶垫上设置有多个放置槽，所述电容单体置于放置槽内。

进一步的，所述散热箱顶部固定连接有固定板，所述固定板底部固定连接有电极连接板，且所述电极连接板与电容单体相连接，所述散热箱两侧均开设有多个通气孔。

进一步的，所述滤网由活性炭滤网和吸水硅胶颗粒组成。

进一步的，所述箱体顶部设置有盖子，所述盖子外表面四角均开设有连接孔，所述箱体顶部四角均开设有固定孔，所述连接孔内部设置有与其相匹配的固定螺栓，且所述固定螺栓贯穿连接孔与固定孔相连接。

进一步的，所述出气孔内壁上设置有出气槽，所述出气槽与出气孔相导通，所述出气孔内部固定安装有透气网，所述透气网一侧固定连接有复位弹簧，所述复位弹簧远离透气网的一端固定连接有活动块，且所述活动块上、下表面均开有过气孔。

本发明提供了一种可高效散热的超级电容单体，具有以下有益效果：

1、本发明优点在于，当箱体内部温度过高时，通过温度感应器、微型电机、扇叶、进气孔和通气孔，使得外界气体进入到散热箱内部，将电容单体工作时产生的热量带走，进而实现对电容单体的散热，且通过导热板增加与气流的接触面积，提高散热效率。

2、其次，当箱体在受到撞击时，通过多个弹簧柱吸收撞击产生的大部分撞击力，避免撞击力直接传递到电容单体内，造成电容单体内部的电解液出现波动甚至泄漏，同时通过橡胶垫进一步的吸收撞击力，最大限度的减少撞击力对电容单体的影响。

3、接着，当扇叶转动时，通过滑块、滑槽、第一万向球、连接杆、第二万向球和连接块，使得挡板与固定块分离将进气孔打开，让箱体内部与外接形成气路，使得扇叶转动时产生的负压将外界气体吸入倒箱体内部，对箱体内部进行散热。

4、然后，当气流吹向出气孔内时，通过活动块、透气网、出气槽和过气孔，使得箱体内部通过出气槽和过气孔与外界形成气路，使得箱体内部的气流能够排出外界，使得箱体内部与外界形成气路循环，当扇叶停止转动时，活动块在复位弹簧弹力的作用下回弹，重新将出气槽完全遮掩，使得出气孔完全封闭，防止外界的粉尘或湿气通过出气孔进入箱体内部。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的盖子结构示意图。

图3为本发明的整体结构剖视图。

图4为本发明的整体结构俯视剖面图。

图5为本发明的出气孔结构关闭示意图。

图6为本发明的出气孔结构开启示意图。

图7为本发明的滑槽结构剖视图。

图8为本发明的散热箱结构示意图。

图9为本发明的图4中的A处放大图。

图10为本发明的图3中的B处放大图。

图1-10中：1、箱体；101、滤网；102、盖子；103、连接孔；104、固定孔；105、固定螺栓；2、进气孔；201、连接板；202、微型电机；203、扇叶；204、滑槽；205、滑块；206、第一万向球；207、连接杆；3、固定块；301、凹槽；302、拉力弹簧；303、挡板；304、连接块；305、第二万向球；4、散热箱；401、弹簧柱；402、通气孔；403、固定板；4031、电极连接板；404、橡胶垫；405、导热板；5、电容单体；6、出气孔；601、出气槽；602、透气网；603、复位弹簧；604、活动块；605、过气孔。

具体实施方式

实施例：

请参阅图1-10中，

本实施例提供的一种可高效散热的超级电容单体，包括箱体1、滤网101、散热箱4、电容单体5和散热组件；

箱体1一侧开设有多个出气孔6，箱体1另一侧开设有进气孔2，滤网101设置于进气孔2内部，箱体1内部设置有散热箱4，多个电容单体5设置于散热箱4内部，且电容单体5外侧设置有导热板405，且导热板405与散热箱4内壁相连接；

箱体1与散热箱4之间设置有散热组件，用于对散热箱4进行散热。

其中箱体1为铝合金材料制成，铝合金材料具有良好的耐腐蚀性和机械强度高的特点，使得箱体1在长时间的使用下抵御外界的侵蚀，且机械强度高的特点能够在箱体1受到外界撞击时不易变形，延长箱体1的使用寿命；

同时箱体1还可以采用不锈钢材料进行制作，不锈钢材料同样具有良好的耐腐蚀性和机械强度高的特点，不锈钢材料和铝合金材料能够满足箱体1所需，但是不锈钢材料对比铝合金材料来说，不锈钢材料比铝合金材料重，而对于箱体1制作来说，优先选择质量轻的材料进行制作，以减少整体的重量，因此选择铝合金材料进行制作。

进一步的，散热组件包括微型电机202、扇叶203和滑块205，进气孔2内部固定安装有连接板201，连接板201一侧固定安装有微型电机202，微型电机202外侧均固定连接有多个扇叶203，其中一个扇叶203上开设有滑槽204，滑槽204内部滑动连接有滑块205，滑块205远离滑槽204一侧设置有第一万向球206，滑槽204和滑块205均呈“T”字形结构，温度感应器的信号输出端与微型电机202的信号接收端信号连接，当温度感应器感应的温度超出设定的温度范围时，通过温度感应器的信号输出端发送启动信号到微型电机202的信号接收端，使得微型电机202启动，使得微型电机202带动多个扇叶203进行旋转，将进气孔2内的气体吹向绝缘散热箱4，并通过通气孔402进入到散热箱4内部，将电容单体5工作时产生的热量带走，进而实现对电容单体5的散热，且电容单体5在工作时产生的热量能够被导热板405传递到散热箱4表面，增加与气流的接触面积，使得扇叶203吹出的风在经过散热箱4表面时，能够将散热箱4表面的热量带走并吹向出气孔6，提高散热效率。

进一步的，进气孔2内壁固定安装有两个固定块3，两个固定块3背向滤网101一侧均开设有凹槽301，固定块3一侧设置有挡板303，挡板303面向固定块3的一侧固定连接有拉力弹簧302，且拉力弹簧302的一端与凹槽301内壁相连接，挡板303尺寸大于两块固定块之间设置的间距，挡板303远离拉力弹簧302的一侧固定安装有连接块304，连接块304远离挡板303一侧设置有第二万向球305，第一万向球206与第二万向球305之间固定连接有连接杆207，当扇叶203转动时，滑块205在离心力作用在滑槽204内向外侧移动，使得滑块205通过第一万向球206带动连接杆207进行移动，而连接杆207则通过第二万向球305拉动连接块304向扇叶203方向移动，使得挡板303与固定块3分离将进气孔2打开，让箱体1内部与外接形成气路，使得扇叶203转动时产生的负压将外界气体吸入倒箱体1内部，对箱体1内部进行散热，此时拉力弹簧302受到挡板303拉力的作用下发生弹性变形产生弹力，当扇叶203停止转动时，挡板303在拉力弹簧302弹力的作用下回弹并与固定块3紧贴，使得挡板303将进气孔2封闭，避免外界异物或湿气通过进气孔2进入到箱体1内部，同时挡板303通过连接块304和连接杆207带动滑块205滑回原位，然后通过倒T字形结构的滑槽204和滑块205，使得滑块205在移动时不会与扇叶203脱离。

进一步的，散热箱4与箱体1之间固定连接由多个弹簧柱401，且多个弹簧柱401呈水平均匀排列分布，散热箱4底部的内壁上设置有橡胶垫404，且橡胶垫404上设置有多个放置槽，电容单体5置于放置槽内，当箱体1在受到撞击时，通过多个弹簧柱401吸收撞击产生的大部分撞击力，避免撞击力直接传递到电容单体5内，造成电容单体5内部的电解液出现波动甚至泄漏，同时通过橡胶垫404进一步的吸收撞击力，最大限度的减少撞击力对电容单体5的影响，且同时橡胶垫404能够在电容单体5出现漏电情况时进行隔绝，防止触电情况的发生。

进一步的，散热箱4顶部固定连接有固定板403，固定板403底部固定连接有电极连接板4031，且电极连接板4031与电容单体5相连接，散热箱4两侧均开设有多个通气孔402，通过电极连接板4031将电容单体5与外界线路相连接。

进一步的，滤网101由活性炭滤网和吸水硅胶颗粒组成，通过活性炭滤网将气体中的粉尘颗粒进行吸附过滤，避免粉尘或颗粒进入到箱体1内部，造成箱体1内部出现积尘现象，影响散热箱4的散热，通过吸水硅胶颗粒将气体中的湿气水分进行干燥过滤，避免箱体1内部的湿气过重导致电容单体5出现短路情况。

进一步的，箱体1顶部设置有盖子102，盖子102外表面四角均开设有连接孔103，箱体1顶部四角均开设有固定孔104，连接孔103内部设置有与其相匹配的固定螺栓105，且固定螺栓105贯穿连接孔103与固定孔104相连接，当需要打开箱体1时，将固定螺栓105从连接孔103和固定孔104内取出，使得盖子102与箱体1分离，当需要关闭箱体1时，将固定螺栓105重新插入到连接孔103和固定孔104内，使得盖子102与箱体1之间能够通过固定螺栓105固定连接。

进一步的，出气孔6内壁上设置有出气槽601，出气槽601与出气孔6相导通，出气孔6内部固定安装有透气网602，透气网602一侧固定连接有复位弹簧603，复位弹簧603远离透气网602的一端固定连接有活动块604，且活动块604上、下表面均开有过气孔605，活动块604将出气槽601完全遮掩，当箱体1内的气流将散热箱4的热量带走时，气流吹向出气孔6内，并对出气孔6内的活动块604施加推力，使得活动块604向透气网602方向移动，此时复位弹簧603受到活动块604的挤压发生弹性变形产生弹力，使得出气槽601外露，使得箱体1内部通过出气槽601和过气孔605与外界形成气路，此时箱体1内部的气流能够进入到出气槽601内，并通过活动块604上的过气孔605排向透气网602，然后气流通过透气网602排出外界，当扇叶203停止转动时，气流对活动块604的推力减少，使得活动块604在复位弹簧603弹力的作用下回弹，重新将出气槽601完全遮掩，使得出气孔6完全封闭，防止外界的粉尘或湿气通过出气孔6进入箱体1内部。

在使用本发明时，当需要打开箱体1时，将固定螺栓105从连接孔103和固定孔104内取出，使得盖子102与箱体1分离，当需要关闭箱体1时，将固定螺栓105重新插入到连接孔103和固定孔104内，使得盖子102与箱体1之间能够通过固定螺栓105固定连接，然后电容单体5在进行工作时会产生大量的热量，而电容单体5产生的热量传递到导热板405上，当温度感应器感应的温度超出设定的温度范围时，通过温度感应器的信号输出端发送启动信号到微型电机202的信号接收端，使得微型电机202启动，启动微型电机202，使得微型电机202带动多个扇叶203进行旋转，将进气孔2内的气体吹向绝缘散热箱4，当扇叶203转动时，滑块205在离心力作用在滑槽204内向外侧移动，使得滑块205通过第一万向球206带动连接杆207进行移动，而连接杆207则通过第二万向球305拉动连接块304向扇叶203方向移动，使得挡板303与固定块3分离将进气孔2打开，让箱体1内部与外接形成气路，使得扇叶203转动时产生的负压将外界气体吸入倒箱体1内部，对箱体1内部进行散热，此时拉力弹簧302受到挡板303拉力的作用下发生弹性变形产生弹力，然后通过通气孔402进入到散热箱4内部，将电容单体5工作时产生的热量带走，并通过导热板405增加与气流的接触面积，提高散热效率，进而实现对电容单体5的散热，且电容单体5产生的部分热量能够传递到散热箱4上，使得扇叶203吹出的风在经过散热箱4表面时，能够将散热箱4表面的热量带走并吹向出气孔6，提高散热效率，然后气流吹向出气孔6时，气流对出气孔6内的活动块604施加推力，使得活动块604向透气网602方向移动，此时复位弹簧603受到活动块604的挤压发生弹性变形产生弹力，使得出气槽601外露，使得箱体1内部通过出气槽601和过气孔605与外界形成气路，此时箱体1内部的气流能够进入到出气槽601内，并通过活动块604上的过气孔605排向透气网602，然后气流将会通过透气网602排出到外界，当扇叶203停止转动时，气流对活动块604的推力减少，使得活动块604在复位弹簧603弹力的作用下回弹，重新将出气槽601完全遮掩，使得出气孔6完全封闭，同时，挡板303在拉力弹簧302弹力的作用下回弹并与固定块3紧贴，使得挡板303将进气孔2封闭，避免外界异物或湿气通过进气孔2进入到箱体1内部，然后挡板303通过连接块304和连接杆207带动滑块205滑回原位，然后通过T字形结构的滑槽204和滑块205，使得滑块205在移动时不会与扇叶203脱离，使得箱体1内部与外界的气路完全断开，防止外界的粉尘颗粒或异物通过出气孔6或进气孔2进入箱体1内部，影响电容单体5的正常工作以及散热效果，当箱体1在受到撞击时，通过多个弹簧柱401吸收撞击产生的大部分撞击力，避免撞击力直接传递到电容单体5内，造成电容单体5内部的电解液出现波动甚至泄漏，同时通过橡胶垫404进一步的吸收撞击力，最大限度的减少撞击力对电容单体5的影响，且同时橡胶垫404能够在电容单体5出现漏电情况时进行隔绝，防止触电情况的发生，然后气体被扇叶203吸入到箱体1内时，气体通过活性炭滤网将气体中的粉尘颗粒进行吸附过滤，避免粉尘或颗粒进入到箱体1内部，造成箱体1内部出现积尘现象，影响散热箱4的散热，通过吸水硅胶颗粒将气体中的湿气水分进行干燥过滤，避免箱体1内部的湿气过重导致电容单体5出现短路情况，通过以上结构能够实现高效散热以及实现减震功能。

Claims (8)

1.一种可高效散热的超级电容单体，其特征在于，包括箱体、散热箱和散热组件；

所述箱体一侧开设有多个出气孔，所述箱体另一侧开设有进气孔，所述进气孔内部设置有滤网，所述箱体内部设置有散热箱，所述散热箱内部设置有导热板，所述散热箱内部设置有多个电容单体，所述箱体底部的内壁上固定安装有温度感应器；

所述箱体与散热箱之间设置有散热组件，用于对所述散热箱进行散热。

2.根据权利要求1所述的可高效散热的超级电容单体，其特征在于，所述散热组件包括微型电机、扇叶和滑块，所述进气孔内部固定安装有连接板，所述连接板一侧固定安装有微型电机，所述微型电机外侧均固定连接有多个扇叶，其中一个扇叶上开设有滑槽，所述滑槽内部滑动连接有滑块，所述滑块远离滑槽一侧设置有第一万向球，所述滑槽和滑块均呈“T”字形结构，所述温度感应器的信号输出端与微型电机的信号接收端信号连接。

3.根据权利要求2所述的可高效散热的超级电容单体，其特征在于，所述进气孔内壁固定安装有两个固定块，两个所述固定块背向滤网一侧均开设有凹槽，所述凹槽内部设置有拉力弹簧，所述拉力弹簧一端固定连接有挡板，所述挡板远离拉力弹簧的一侧固定安装有连接块，所述连接块远离挡板一侧设置有第二万向球，所述第一万向球与第二万向球之间固定连接有连接杆。

4.根据权利要求1所述的可高效散热的超级电容单体，其特征在于，所述散热箱与箱体之间固定连接由多个弹簧柱，且多个所述弹簧柱呈水平均匀排列分布，所述散热箱底部的内壁上设置有橡胶垫，且所述橡胶垫上设置有多个放置槽，所述电容单体置于放置槽内。

5.根据权利要求1所述的可高效散热的超级电容单体，其特征在于，所述散热箱顶部固定连接有固定板，所述固定板底部固定连接有电极连接板，且所述电极连接板与电容单体相连接，所述散热箱两侧均开设有多个通气孔。

6.根据权利要求1所述的可高效散热的超级电容单体，其特征在于，所述滤网由活性炭滤网和吸水硅胶颗粒组成。

7.根据权利要求1所述的可高效散热的超级电容单体，其特征在于，所述箱体顶部设置有盖子，所述盖子外表面四角均开设有连接孔，所述箱体顶部四角均开设有固定孔，所述连接孔内部设置有与其相匹配的固定螺栓，且所述固定螺栓贯穿连接孔与固定孔相连接。

8.根据权利要求1所述的可高效散热的超级电容单体，其特征在于，所述出气孔内壁上设置有出气槽，所述出气槽与出气孔相导通，所述出气孔内部固定安装有透气网，所述透气网一侧固定连接有复位弹簧，所述复位弹簧远离透气网的一端固定连接有活动块，且所述活动块上、下表面均开有过气孔。

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