CN208077808U - 一种用于配网自动化终端的软包型超级电容器模组组件 - Google Patents

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张勋
肖蔚
商琼玲
李安东
肖臻
祁宏涛
韦云
蓝璟
潘丽媚
李卫林
何国新
黄丽莹
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Abstract

一种用于配网自动化终端的软包型超级电容器模组组件,其特征在于:其包括多个串联连接的软包型超级电容器单体,多个所述超级电容器单体的正负极通过一块电芯连接PCB板相互连接;多个所述超级电容器单体通过设置在所述超级电容器单体一侧的均衡电路PCB板进行电压均衡控制;多个所述超级电容器单体、电芯连接PCB板和均衡电路PCB板形成的组件外部设置有绝缘环氧板,所述绝缘环氧板外部采用PVC热塑套管热缩封装。本实用新型能够在不改变现有环网柜柜体结构的情况下实现自动化改造。可以提供足够的放电功率,能量利用率高。超级电容器保证了备用电源系统运行的可靠性和免维护。低成本高效地实现了智能电网配网自动化终端的操作要求。

Description

一种用于配网自动化终端的软包型超级电容器模组组件
技术领域
[0001]本实用新型属于储能器件技术领域,特别是涉及一种用于配网自动化终端的软包 型超级电容器模组组件。
背景技术
[0002]随着电网升级改造的推进,配网自动化近年来被提上日程。配电网的发展趋势是: 强调引入分布式能源之后的双向潮流状态下的稳定控制、电能质量;强调用户交互,随着测 点增多和实时性要求,后台软件将面临真正海量数据,移动互联技术更使得巡视、维护、检 修与远程办公融为一体,随着用电环节的加大,用电保障要求的提高,电网运行水平随之需 要提高,智能电网的进一步实施和发展,对故障的实时性响应要求提高,排除故障的及时性 也需要电网运行人员的随时保障,因此在掉电之后备用电源的实际支持时间无须过长,在 结合来电之后短时快速充电响应特征,采用超级电容作为电源的前提已完全具备。
[0003]由于同时控制设备数量庞大,传统的电池电源方案无法做到完全免维护,同时可 靠性也不够,电网运行人员难以兼顾庞大数量的设备,保证设备的稳定性可靠性显得至关 重要。
[0004]智能配电网发展对直流电源的要求:简洁、高效:使用与安装简单,运行高效 [0005] 1.可靠性高:器件与设备本身可靠性好,故障可预警。
[0006] 2 •综合成本低:全寿命周期成本低,最好一次性投入成本也不高。
[0007] 3.寿命长:与配套系统同寿命。
[0008] 4.环境适应性强。
[0009] 5.免维护。
[0010]配网自动化终端安装在配电所、户外环网柜或柱上开关上,其中的电源不仅要供 自身用电,还有供给通讯模块及控制回路、跳合开关等,要求电源系统实现不间断供电。因 此,提供可靠的不间断电源是设计中首要考虑的问题。
[0011]现有配网自动化终端(FTU)均采用铅酸蓄电池作为后备电源,铅酸蓄电池的维护 工作^大,维护成本高,维护不到位会造成备电失效,影响配网安全运行。一种电源系统方 案是采用母线取电,加装铅酸电池组作为备用电源。当电网正常时,通过PT/CT直接从电 网母线取电经调谐后对配网自动化终端设备供电,当电网出现故障的时候则使用铅酸电池 作为备用电源进行临时短时间供电。但是使用铅酸电池备用电源存在很多问题:
[0012] 1 •铅酸电池占地空间很大,在有些配网终端设备例如环网柜的电动化操作改造 过程中无法安装在柜体内部,成本很高。
[0013] 2 • ^用铅酸电池作为配网终端设备的电动操作电源,电动操作所需功率高达 500W甚至更高,而电动操作的时间很短,因此高功率型电源比铅酸电池更有优势。
[00M] 3.铅酸电池作为备用电源维护成本高,而且铅酸电池循环寿命短。根据现有电 池技术水平,铅酸电池循环寿命最大为几千次。
[0015] 4•铅酸电池作为备用电池可靠性差。以现在用的铅铅酸电池为例,其运行温度 范围为0—50°C。而环网柜大多安装在户外,环境恶劣,尤其是在中北部地区,冬季温度经 常在零下,电池的可靠性大打折扣。
[0016] 5.铅酸电池有污染。现有环网柜备用电池以铅酸电池居多,污染不言而喻。电动 操作备选电源之一是锂离子电池,锂离子电池能量密度较高,然而锂离子电池在循环寿命 上存在缺陷,重要的是其在恶劣环境下的可靠性和安全性大大折扣。
发明内容
[0017] 本实用新型目的在于针对现有的铅酸电池配网自动化终端的缺陷,提供一种结构 简单合理、成本低廉、能量密度大、可塑性强、安全性好、可靠性高、可扩展性广泛的用于配 网自动化终端的软包型超级电容器模组组件。
[0018] 本实用新型为实现上述目的,采用如下技术方案:
[0019] —种用于配网自动化终端的软包型超级电容器模组组件,其特征在于:其包括多 个串联连接的软包型超级电容器单体,多个所述超级电容器单体的正负极通过一块电芯连 接PCB板相互连接;多个所述超级电容器单体通过设置在所述超级电容器单体一侧的均衡 电路PCB板进行电压均衡控制;多个所述超级电容器单体、电芯连接PCB板和均衡电路PCB板 形成的组件外部设置有绝缘环氧板,所述绝缘环氧板外部采用PVC热塑套管热缩封装。
[0020] 其进一步特征在于:所述均衡电路PCB板和绝缘环氧板之间设置有防震泡棉。
[0021]进一步的:所述超级电容器单体采用片状电极,以正极、隔膜、负极的叠片组装方 式组装。超级电容器单体采用叠片的方式,能够有效的利用正、负极材料的表面积从而增加 比容量,并且提高产品的可塑性。
[0022]所述超级电容器单体外包装为多层复合结构的铝塑膜。由于封装采用铝塑复合膜 热封的方式,所以不同于采用不锈钢,铝或铝合金等金属壳体,封装时随意性强,可根据客 户的要求设计和变换尺寸,密封和安全性好,成本低。超级电容器单体外包装多层复合结构 的铝塑膜方便产品尺寸设计,外包装轻薄,提高了产品的能量密度,同时铝塑膜具有良好的 延展性和一定的机械强度,产品的内部气体不断增加时,热封边处会被撕裂,释放气体从而 防止爆炸,提高产品的安全性和耐机械性。
[0023]所述超级电容器单体正极极耳和负极极耳分别在所述超级电容器单体一端引出。 [0024]所述正极极耳和负极极耳采用铝转镍极耳,采用锡焊方式通过电芯连接PCB板相 互连接。采用铝转镍极耳方便产品组装,模组采用锡焊方式进行模组连接,减少模组连接内 阻。
[0025] 优选的:所述超级电容器单体数量为10个。
[0026] 所述超级电容器单体为3V350F超级电容器。
[0027]本实用新型使用超级电容器作为配电网的电源,有以下优势,
[0028] 1 •使用超级电容器作为备用电源,能够在不改变现有环网柜柜体结构的情况下 实现自动化改造。
[0029] 2•超级电容器能够在刚好满足使用电量的前提下,提供足够的放电功率,能量利 用率高。
[0030] 3.超级电容器循环寿命高达100万次以上,使用温度为-40°c — 70°C,保证了备用 电源系统运行的可靠性和免维护。 LUUJ1J 4•能量收集器收集能量并存储到超级电容器后备电源中,增强了超级电容器的 续航能力。
[0032] 5•混合能量系统确保在电网失电状态下的监测,通讯以及分合闸操作所需要的 能量。低成本高效地实现了智能电网配网自动化终端的操作要求。
附图说明
[0033]图1为本实用新型组装结构示意图。
[0034]图2、3为本实用新型的超级电容器单体构成模组的排列示意图。
具体实施方式
[0035]如图1-3所示,一种用于配网自动化终端的软包型超级电容器模组组件,包括10个 串联连接的3V350F软包型超级电容器单体1。超级电容器单体1采用片状电极,以正极、隔 膜、负极的叠片组装方式组装。超级电容器单体1外包装为多层复合结构的铝塑膜。超级电 容器单体1的正负极极耳7分别在超级电容器单体1 一端引出。正负极极耳7采用铝转镍极 耳,采用锡焊方式通过电芯连接PCB板2相互连接。10个超级电容器单体1通过设置在超级电 容器单体1 一侧的均衡电路PCB板3进行电压均衡控制。10个超级电容器单体1、电芯连接PCB 板2和均衡电路PCB板3形成的组件外部设置有绝缘环氧板4。均衡电路PCB板3和绝缘环氧板 4之间设置有防震泡棉5。绝缘环氧板4外部采用PVC热塑套管6热缩封装。

Claims (8)

1. 一种用于配网自动化终端的软包型超级电容器模组组件,其特征在于:其包括多个 串联连接的软包型超级电容器单体,多个所述超级电容器单体的正负极通过一块电芯连接 PCB板相互连接;多个所述超级电容器单体通过设置在所述超级电容器单体一侧的均衡电 路PCB板进行电压均衡控制;多个所述超级电容器单体、电芯连接PCB板和均衡电路PCB板形 成的组件外部设置有绝缘环氧板,所述绝缘环氧板外部采用PVC热塑套管热缩封装。
2. 根据权利要求1所述的用于配网自动化终端的软包型超级电容器模组组件,其特征 在于:所述均衡电路PCB板和绝缘环氧板之间设置有防震泡棉。
3. 根据权利要求1或2所述的用于配网自动化终端的软包型超级电容器模组组件,其特 征在于:所述超级电容器单体采用片状电极,以正极、隔膜、负极的叠片组装方式组装。
4. 根据权利要求3所述的用于配网自动化终端的软包型超级电容器模组组件,其特征 在于:所述超级电容器单体外包装为多层复合结构的铝塑膜。
5. 根据权利要求4所述的用于配网自动化终端的软包型超级电容器模组组件,其特征 在于:所述超级电容器单体正极极耳和负极极耳分别在所述超级电容器单体一端引出。
6. 根据权利要求5所述的用于配网自动化终端的软包型超级电容器模组组件,其特征 在于:所述正极极耳和负极极耳采用铝转镍极耳,采用锡焊方式通过电芯连接PCB板相互连 接。
7. 根据权利要求3所述的用于配网自动化终端的软包型超级电容器模组组件,其特征 在于:所述超级电容器单体数量为1 〇个。
8. 根据权利要求1或2所述的用于配网自动化终端的软包型超级电容器模组组件,其特 征在于:所述超级电容器单体为3V350F超级电容器。
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