CN115985682B - 一种车载电容器 - Google Patents

Abstract

一种车载电容器，包括抗震壳体、散热支撑组件、电容器元件和电芯薄膜；所述的电容器为扁平式电容器；所述电容器元件为电芯卷绕结构；在所述的电容器元件芯部设置散热支撑组件；所述散热支撑组件横截面呈现长S形；所述电芯薄膜通过套卷在散热支撑组件上形成电容器元件；在所述电容器元件芯部形成两个散热通道；本发明的有益效果：通过散热支撑组件结构，使得散热支撑组件与电容器的芯部内表面接触进行热传导，并且对应形成两个热量传导的通道，并且散热支撑组件的设置使得在热胀冷缩过程中能够有效的缓解因此而产生的内生应力，避免车载电容器由此而导致的失效。

Description

一种车载电容器

技术领域

本发明涉及电容器领域，并且更具体地，涉及一种车载电容器。

背景技术

随着我国大力发展新能源汽车产业化趋势激增，尤其是为了满足和实现绿色低碳的节能减排技术革新，保护自然环境，带动国民经济发展的迫切需要。在我国大力推广新能源汽车在大环境下，作为以电力为动力源的新能源汽车均采用先进制造的电子线路, 该种电子线路对电子元器件的要求十分严苛。特别是对车载电容器要求对汽车电瓶、汽车转向等闪光器和车载电子设备进行有效保护，保障汽车的使用寿命。尤其是车载电容器需要应对汽车的高速运动、制动、颠簸震动等各种环境，现有的大多数电容器均难以达到要求。

公开号为JP2015084370A的日本专利公开了“一种薄膜电容器的车载结构”，该专利文献中，公开的电容器20的车载结构是电容器壳体30，扁平形状将多个电容器20朝向开口30a容纳在电容器壳体30中，并且填充在电容器壳体30和电容器20之间的灌封材料50覆盖开口30a，并且开口30a指向容器30的外部；通过灌注灌封材料实现电容器20与电容器盒的紧密固定，但是该结构虽然能够提升电容器的整体稳定性，但是由于受到温度变化的影响，凝固后的灌封材料50在反复的热胀冷缩过程中，产生应力造成开裂，容易造成电容器的失效。

公开号为JP2013258167A的日本专利公开了“一种车载电容器”，为解决当容纳电容器主体2的车载电容器24暴露于温度变化时，为了容易地损坏固定在壳体26中的电容器主体2的固定部分的技术问题，公开了通过在壳体上板6与电容器主体2之间布设球体8；在壳体下板10b与电容器主体2之间布设柱塞14；在电容器主体2与壳体侧板10之间布设有配置弹簧12 ；使得壳体26和电容器主体2之间的热膨胀系数的差异被球体8，柱塞14，压缩弹簧12等吸收。但是由于汽车在使用过程中会不可避免发生各类频率的振动和颠簸，该结构的车载电容器安装在汽车运行过程中会将车身的振动传导至电容器，在高频的振动中电容器2易发生与壳体之间的碰撞，造成车载电容器的失效。

在现有技术中，车载电容器越来越多的使用扁平型电芯卷绕结构，以增大电芯空间与表面积；在由于卷绕结构的固有条件，使得电芯部分的核心温度升高；现有技术中在卷绕电芯时加入一种导热性能优良的金属片，按照常见金属的热传导系数λ(w/m.k) (20℃)的顺序：银 429 铜 401 金 317 铝 237等，一般选择铜片更为经济适用。该中设置虽然能够有效的降低核心温度，但是在制备的过程中，由于电芯紧密的卷绕金属片，使得在金属片的两端部分的电芯由于弯折等容易造成损坏。

本发明将解决车载电容器的散热均衡以及提升抗振性能以提升车载电容器的稳定性的技术难题。

发明内容

针对现用技术的以上缺陷或者改进需求，本发明提供了一种抗震散热型车载电容器，其目的在于解决在车载电容器在冷热变化的失效和电容器随着车辆振动而产生的损害，通过在车载电容器的电芯部分设置长S芯的金属芯，以及特定的夹持固定结构提升车载电容器的电芯部分的散热性能以及电容器的抗震性能。

为实现上述目的，本发明提供一种车载电容器结构，包括抗震壳体、散热支撑组件、电容器元件；所述的电容器为扁平式电容器；所述电容器元件为电芯卷绕结构；在所述的电容器元件芯部设置散热支撑组件；所述散热支撑组件横截面呈现长S形；所述电芯薄膜通过套卷在散热支撑组件上形成电容器元件；在所述电容器元件芯部形成两个散热通道。

进一步的，所述的散热支撑组件由的导热性能好的金属制成，优选的可以由金属铜制成，用于对电容芯部的热量传导散热。

进一步的，所述电容器元件包括引出正极以及与散热支撑组件连接的负极；所述电容器元件的侧周面由第一圆弧面、第二圆弧面以及第一侧平面和第二平面连接组成。

进一步的，所述的散热支撑组件的横截面由多段弧线组成，所述的散热支撑组件包括第一弧线和第二弧线；所述的第一弧线对应所述电容器元件的第一圆弧面；所述的第二弧线对应所述的电容器元件的第二圆弧面；所述散热支撑组件的横截面呈长S形；所述多段弧线中间部分为与所述第一弧线和第二弧线平滑连接第三弧线；所述的多段弧线为中心对称。

进一步的，所述的散热支撑组件的横截面由多段弧线组成，所述的多段弧线包括左右两侧的第一弧线和第二弧线以及中部的第三弧线；所述的第一弧线和所述的第三弧线的端点沿着其切面水平延伸；所述的第一弧线和第三弧线直线延伸段的延伸处与其他弧线段不接触；所述的多段弧线为中心对称。

进一步的，所述电芯薄膜在所述散热支撑组件上绕卷成型，在所述的散热支撑组件的中部形成第一散热通道和第二散热通道；所述第一散热通道和第二散热通道设置在所述散热支撑组件贴合电芯一侧的背面。

进一步的，所述第三弧线的以中心点为起点向所述的第一弧线和第二弧线延伸的过程中斜率越来越小。

进一步的，所述散热支撑组件的宽度K与长度L的比值为1:5至1:3。

进一步的，所述的抗震壳体包括外壳体以及夹持组件，所述的夹持组件包括第一夹持件和第二夹持件，通过所述的第一夹持件和所述的第二夹持件将所述电容器元件过盈配合安装在外壳体中，以对所述电容器元件进行固定。

进一步的，所述的抗震壳体其中一个短边一侧设置有开口；所述的第一夹持件和所述的第二夹持件背离所述电容器元件中部设置有带沟槽的散热部。

进一步的，所述的抗震壳体包括外壳体以及夹持缓冲组件，所述缓冲组件用于缓冲所述电容元器件在汽车运行过程中收到的振动冲击。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

（1）在车载电容器的中间部分设置长S形的散热支撑组件，散热支撑逐渐采用金属，例如金属铜制成；通过设置该结构，使得长S形的散热支撑组件的左右两边各有一个半弧面与电容器的芯部内表面接触进行热传导，并且对应形成两个热量传导的通道，便于热量的传递；相比传统的在电容器设置金属片的结构，长S形的设置使得薄膜在散热支撑组件上卷绕的过程中没有尖锐的角度出现，整体均是平滑的弧面过渡，进一步降低由于成角度的弯折对电容器性能的影响；

（2）长S形的散热支撑组件的设置使得在热胀冷缩过程中散热支撑逐渐在面临由于温度变化产生的内生应力时，能够通过长S形结构设置形成一个类似于弹片的功能，能够有效的缓解因此而产生的内生应力，避免车载电容器由此而导致的失效，提升了车载电容器的性能；

（3）通过两瓣设置的第一侧夹持件和第二侧夹持件对电容器元件进行夹持固定安装在壳体内，在安装在壳体的过程中形成过盈配合使得电容器能够紧密的固定在壳体中；第一侧夹持件和第二侧夹持件在紧邻电容器元件的侧面与元器件紧密贴合，在背离元器件一侧的平面段设置有散热沟槽，能够有效的对第一侧夹持件和第二侧夹持件上传导的电容元件的热量进行散热，并且采用两瓣式的设置以及沟槽的设置，能够避免整体填充固定的过程中导致热胀冷缩导致的不均匀形变造成的损害，沟槽设置以及两瓣连接处的缝隙能够作为类似于伸缩缝来消除形变造成的元器件损坏。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了现有技术中的电芯结构示意图；

图2示出了本发明一种车载电容器电芯结构立体示意图；

图3示出了本发明一种车载电容器的散热支撑组件结构一的示意图；

图4示出了本发明一种车载电容器的夹持组件的结构一的示意图；

图5示出了本发明一种车载电容器的散热支撑组件结构二的示意图；

图6示出了本发明一种车载电容器的夹持组件的结构二的示意图。

图中：100、金属导热片；101、正极针；102负极针；103、薄膜；1、抗震壳体；11、外壳体；12、夹持组件；121、第一夹持件；122、第二夹持件；123、散热部；2、散热支撑组件；21、第一弧线；22、第二弧线；23、第三弧线；201、第一散热通道；202、第二散热通道；3、电容器元件；4、电芯薄膜；31、第一圆弧面；32、第二圆弧面；33、第一侧平面；34、第二平面。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见附图1公开了一种现有技术中电芯结构，通过薄膜围绕芯部的金属导100热片进行卷绕成型，引出正极针101和负极针102，薄膜103与金属导热片100紧密贴合，形成扁平型电芯卷绕结构，这种电芯结构一定程度上提升了电容器的散热性能。

参见附图2-6，本发明的实施例提供了一种车载电容器结构，具体的包括抗震壳体1、散热支撑组件2、电容器元件3(图中未标注)和电芯薄膜4；所述的电容器为扁平式电容器；所述电容器元件3为电芯卷绕结构；在所述的绕卷结构芯部设置散热支撑组件2；所述散热支撑组件2横截面呈现长S形；所述电芯薄膜4通过套卷在散热支撑组件2上形成电容器元件3。

所述电容器元件3包括引出正、负极的顶面以及与顶面对应的底面；所述电容器的侧周面由第一圆弧面31、第二圆弧面32以及第一侧平面33和第二平面34连接组成。

所述的散热支撑组件2由导热性能优良的金属制成，所述散热支撑组件2优选的采用金属铜制备；所述的散热支撑组件2用于对电容芯部的热量传导散热。

参见附图3和附图4，在实施例一中，所述的散热支撑组件2的横截面由多段弧线组成，所述的多段弧线包括左右两侧的第一弧线21和第二弧线22以及中部的第三弧线23；所述的第一弧线21对应所述的电容元件的第一圆弧面31；所述的第二弧线22对应电容元件的第二圆弧面32；由所述的第一弧线21和第二弧线22以及中部的第三弧线23构成类似长S形弧线；所述的第三弧线23与所述第一弧线21和第二弧线22的第三弧线23连接且平滑过渡；所述的长S线为中心对称。

参见附图4中的实施例一；所述的电芯在所述散热支撑组件2上卷饶成型后，在散热支撑组件2的中部形成第一散热通道201和第二散热通道202；所述第一散热通道201和第二散热通道202位于所述散热支撑组件2贴合电芯一侧的背面。

所述第三弧线23以中点为起点向所述的第一弧线21和第二弧线22延伸的过程中斜率越来越小，并且使得所述第三弧线23在靠近第一弧线21和第二弧线22段基本为直线段。所述第一弧线21与第三弧线23的端点向内进行卷曲，避免端部在薄膜在卷绕的过程中造成损害，使得薄膜在围绕长S形散热支撑组件2的过程中均是平滑过渡；

参见附图5中的实施例二，所述的第一弧线21和所述的第三弧线23的端点沿着其切面水平延伸；使得薄膜电芯在绕卷的成型后，由所述第一弧线21支撑段与所述第三弧线23支撑段与薄膜电芯接触；通过这样的结构设计，使得所述第一弧线21段和所述的第三弧线23段与中间部的第二弧线22段形成第一散热通道201和第二散热通道202；所述的第一弧线21和第三弧线23直线延伸段的延伸处均不接触或固定，形成一个开口或间隔。

参见附图3和附图5，所述散热支撑组件2在横截面上呈长S形；所述的散热支撑组件2具备一定的长度L以及一定的宽度K；所述的长度L为所述散热支撑组件2长轴方向的最大值；所述的宽度K为所述的散热支撑组件2在短轴上的最大宽度值；具体的所述的宽度K与长度L的比值为1:5至1:3。通过长S形的散热支撑组件2的结构设置，一方面优化了电容电芯的芯部散热，另一方面通过长S形的结构设计，使得散热支撑组件2在整体上形成类似于弹片的结构和功能，在车载电容器的实际工作条件下，电容器会受到冷热交替的变化；由于制备电容器本身各材料的不同，在温度变化时不可以避免的产生一定的应力和应变；通过长S形的弹片设置，能够缓冲电容芯部由于热胀冷缩而产生的微小的形变，进一步的避免车载电容由于温度变而造成车载电容器的损坏。

参见附图6，所述的抗震壳体1包括外壳体11以及夹持组件12，所述夹持组件12用于缓冲所述电容元器件在汽车运行过程中收到的振动冲击；所述的抗震壳体1可以为一体制成，在其他实施例中所述抗震壳体1短边一侧设置有开口。

参见附图6，所述的夹持组件12包括第一侧夹持件和第二侧夹持件，所述的第一夹持件121和第二夹持件122用于将所述电容器元件3；通过第一夹持件121和第二夹持件122将所述电容器元件3过盈配合安装在外壳体11中，以对所述电容器元件3进行固定；通过在所述抗震壳体1短边一侧设置有开口，便于所述电容器元件3以及所述两个夹持件安装在壳体中。

所述第一夹持件121和第二夹持件122内侧面与电容器元件3接触的一侧与电容器元件3紧密贴合；在连接抗震壳体1的一侧，在所述第一夹持件121和第二夹持件122中部设置有散热部123；所述散热部123上等间距的设置有沟槽，所述沟槽用于改善电容器的散热性能。在完成安装后所述第一侧夹持件和第二侧夹持件之间并不连接，二者在电容器第一圆弧面31、第二圆弧面32对应处设置有间隙，用于的元器件的热胀冷缩进行缓冲；所述第一侧夹持件和第二侧夹持件由导热性好的材料制成。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种车载电容器，包括抗震壳体（1）、散热支撑组件（2）、电容器元件（3）和电芯薄膜（4）；所述的电容器为扁平式电容器；所述电容器元件（3）为电芯卷绕结构；其特征在于：在所述的电容器元件（3）芯部设置散热支撑组件（2）；所述散热支撑组件（2）横截面呈现长S形；所述电芯薄膜（4）通过套卷在散热支撑组件（2）上形成电容器元件（3）；在所述电容器元件（3）芯部形成两个散热通道；所述散热支撑组件（2）的宽度K与长度L的比值为1:5至1:3。

2.根据权利要求1所述的一种车载电容器，其特征在于，所述的散热支撑组件（2）由的金属铜制成，用于对电容芯部的热量传导散热。

3.根据权利要求1所述的一种车载电容器，其特征在于，所述电容器元件（3）包括引出正极以及与散热支撑组件（2）连接的负极；所述电容器元件（3）的侧周面由第一圆弧面（31）、第二圆弧面（32）以及第一侧平面（33）和第二平面（34）连接组成。

4.根据权利要求3所述的一种车载电容器，其特征在于，所述的散热支撑组件（2）的横截面由多段弧线组成，所述的散热支撑组件（2）包括第一弧线（21）和第二弧线（22）；所述的第一弧线（21）对应所述电容器元件（3）的第一圆弧面（31）；所述的第二弧线（22）对应所述的电容器元件（3）的第二圆弧面（32）；所述散热支撑组件（2）的横截面呈长S形；所述多段弧线中间部分为与所述第一弧线（21）和第二弧线（22）平滑连接第三弧线（23）；所述的多段弧线为中心对称。

5.根据权利要求3所述的一种车载电容器，其特征在于，所述的散热支撑组件（2）的横截面由多段弧线组成，所述的多段弧线包括左右两侧的第一弧线（21）和第二弧线（22）以及中部的第三弧线（23）；所述的第一弧线（21）和所述的第三弧线（23）的端点沿着其切面水平延伸；所述的第一弧线（21）和第三弧线（23）直线延伸段的延伸处与其他弧线段不接触；所述的多段弧线为中心对称。

6.根据权利要求2所述的一种车载电容器，其特征在于，电芯薄膜（4）在所述散热支撑组件（2）上绕卷成型，在所述的散热支撑组件（2）的中部形成第一散热通道（201）和第二散热通道（202）；所述第一散热通道（201）和第二散热通道（202）设置在所述散热支撑组件（2）贴合电芯一侧的背面。

7.根据权利要求4或5所述的一种车载电容器，其特征在于，所述第三弧线（23）的以中心点为起点向所述的第一弧线（21）和第二弧线（22）延伸的过程中斜率越来越小。

8.根据权利要求1所述的一种车载电容器，其特征在于，所述的抗震壳体（1）包括外壳体（11）以及夹持组件（12），所述的夹持组件（12）包括第一夹持件（121）和第二夹持件（122），通过所述的第一夹持件（121）和所述的第二夹持件（122）将所述电容器元件（3）过盈配合安装在外壳体（11）中，以对所述电容器元件（3）进行固定。

9.根据权利要求8所述的一种车载电容器，所述的抗震壳体（1）其中一个短边一侧设置有开口；所述的第一夹持件（121）和所述的第二夹持件（122）背离所述电容器元件（3）中部设置有带沟槽的散热部（123）。

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