CN212411846U - 一种紧凑型超级电容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车设备的技术领域，公开了一种紧凑型超级电容器，用于汽车的电磁悬架系统或者电子涡轮供电，包括金属外壳，在所述金属外壳的一个侧面设置有负极端口、正极端口和信号端口，另一个侧面设置有排气管，在所述金属外壳的内部设置有集成了充放电控制器和多个单体电容器的控制板，所述排气管延伸至车体外部，在其内部设置有防水透气机构，从而使超级电容器的内外气压平衡，且将废气排放至车体外部。本实用新型通过在金属外壳上增设排气管，使超级电容的内外气压平衡，通过将多个单体电容器、充放电控制器和各个端口都集成到控制板上，有效提高了控制板的集成度，缩小了超级电容器的体积，减少了对车辆内部空间的占用。

Description

一种紧凑型超级电容器

技术领域

本实用新型涉及汽车设备的技术领域，尤其涉及一种紧凑型超级电容器。

背景技术

随着汽车行业的快速发展以及客户对汽车性能要求的不断提高，电磁悬架、电子涡轮等提升舒适性和操控性的新技术近年来在汽车行业得到了不断的推广，也获得了广大消费者的认可。

但目前市面上的电磁悬架系统多采用48V锂电池供电，由于锂电池的充放电特性，在实际使用过程中存在响应迟滞、减震效果差以及无法回收能量等缺陷，在电动车或者混动车上还会占用电池包的输出功率，影响其他设备的用电，而电子涡轮还是采用传统的12V铅酸蓄电池供电，由于铅酸蓄电池存在重量大、电压低、防护等级低、安全性能差、不够环保、使用寿命短、低温环境下性能差等缺陷，在实际使用中电子涡轮的增压效果并不明显。

实用新型内容

本实用新型提供一种紧凑型超级电容器，解决了现有电磁悬架系统多采用48V锂电池供电，存在响应迟滞、减震效果差以及电子涡轮增压效果不明显等问题。

本实用新型可以通过以下技术方案实现：

一种紧凑型超级电容器，用于汽车的电磁悬架系统或者电子涡轮供电，包括金属外壳，在所述金属外壳的一个侧面设置有负极端口、正极端口和信号端口，另一个侧面设置有排气管，在所述金属外壳的内部设置有集成了充放电控制器和多个单体电容器的控制板，所述排气管延伸至车体外部，在其内部设置有防水透气机构，从而使超级电容器的内外气压平衡，且将废气排放至车体外部。

进一步，多个所述单体电容器均匀间隔设置在控制板的一侧，通过压板将所有单体电容器连同控制板固定在金属外壳内部，所述控制板的另一侧上还集成了负极端口、正极端口和信号端口，它们均预埋在塑料支撑板上，通过塑料支撑板固定在金属外壳上。

进一步，在所述压板与单体电容器接触的一面上设置多个导向套筒，所述导向套筒贯穿压板和控制板，但其靠近压板的端面不超过压板的表面，两者之间形成一个台阶，在所述金属外壳与控制板接触的一面上设置多个导向柱，所述导向柱与导向套筒一一嵌套配合设置，所述导向柱采用中空结构，内部设置有螺纹，通过螺栓穿过压板上的导向套筒与金属外壳上的导向柱中的螺纹配合，从而将整个控制板固定设置在金属外壳的内部。

进一步，所述金属外壳包括相互配合的上壳和下壳，所述导向柱设置在下壳上，所述上壳与整个控制板的外形相配合，对应负极端口、正极端口和信号端口的位置设置有与之外形配合的开口。

进一步，所述压板与上壳之间、所述控制板与下壳之间均设置有导热绝缘垫片。

进一步，所述防水透气机构包括防水透气阀。

本实用新型有益的技术效果如下：

1)本实用新型的整体结构紧凑，有效减少了整体的体积和重量，能代替锂电池来给汽车电磁悬架系统供电，并且可以代替铅蓄电池来给电子涡轮供电，由于超级电容器模组具有快速充放电、高功率密度、高使用寿命等特点，可以解决电磁悬架系统响应迟滞、减震效果差等缺陷，并且可以回收悬架系统产生的能量，在电动车和混动车上还能解决悬架系统占用电池包输出功率，影响其他设备用电的缺陷；由于超级电容器模组电压等级高为48V、放电电流大、低温性能好(-40℃)等特点，可以解决电子涡轮转速慢、增压效果不明显等缺陷。

2)通过在超级电容器的金属外壳上增加排气管，在防水透气的同时也解决了超级电容器内部产生的废气排放的问题，增加了超级电容器的安全性和可靠性。

3)通过控制板将多个单体电容器串联或并联在一起形成超级电容组件，在控制板上同时集成了充放电控制器，在增加产品一体化程度的同时也有效地减小了产品的体积，减少了对车辆内部空间的占用。

4)通过将正极端口、负极端口和信号端口以嵌件注塑的方式预埋在塑料支撑板中，在解决各个端口和金属外壳之间的绝缘问题的同时，也有效地支撑各个端口，满足了各个端口的使用需求和产品轻量化的市场需求。

5)通过金属外壳，有效增加了超级电容器的整体强并且提高了超级电容器的散热能力，通过胶水或密封圈和紧固件结合的连接方式，保证超级电容器的防尘防水，能达到IP67和IP6K9K等级的防护能力。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构的爆炸示意图；

图2为本实用新型的整体结构示意图；

图3为本实用新型的导向套筒和导向柱配合的轴向剖面示意图；

其中，1-负极端口，2-正极端口，3-信号端口，4-排气管，5-防水透气阀，6-单体电容器，7-控制板，8-塑料支撑板，9-压板，10-导向套筒，11-导向柱，12-上壳，13-下壳，14-导热绝缘垫片。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1和2所示，本实用新型提供了一种紧凑型超级电容器，用于汽车的电磁悬架系统或者电子涡轮供电，包括金属外壳，该金属外壳的一个侧面设置有负极端口1、正极端口2和信号端口3，另一个侧面设置有排气管4，该排气管4延伸至车体外面，在其内部设置有防水透气机构如防水透气阀5等等，使超级电容模组的内外气压平衡，同时将超级电容器内部的废气排放至车体外面，避免对内部器件造成污染，在金属外壳的内部设置有集成了充放电控制器和多个单体电容器6的控制板7，这些单体电容器7通过串联或者并联的方式电联接在一起，同充放电控制器一起设置在控制板7的一侧，在控制板7的另一侧还集成了负极端口1、正极端口2和信号端口3，从而有效提高了控制板7的集成度，缩小了超级电容器的体积，减少了对车辆内部空间的占用，同时还是整个超级电容器的外观更加规范化，便于规划和其它电子器件的线路连接。另外，排气管4与金属外壳接触的部分可以是硬质管，之后的部分可以使用软体管，便于在车体内部布置。

由于负极端口1、正极端口2和信号端口3是与外部电子器件的连接接口，不可以避免地插拔操作，为了增加其牢固度，将这些端口以嵌件形式预埋在塑料支撑板8上，它们贯穿塑料支撑板8，其下部以焊接方式固定在控制板7上，上部从金属外壳上的对应开口位置穿出，裸露在外，便于连接外部电子器件，而塑料支撑板8则以热铆方式固定在金属外壳上，金属外壳上的开口与各个对应的端口之间的空隙中灌有胶水以加强密封性能，这样塑料支撑板8在对各个端口提供支撑作用的同时，还可以在金属外壳和各个端口之间起到绝缘作用，从而可以有效保护各个端口，确保它们可以正常工作。

为了加强牢固性，这些单体电容器6均匀间隔设置在控制板7的一侧，通过压板9将所有单体电容器6连同控制板7固定在金属外壳内部，具体地，在压板9与单体电容器6接触的一面上设置多个导向套筒10，这些导向套筒10可以沿单体电容器6之间的间隙设置，它们贯穿压板9和控制板7，但其对应压板9的端面不超过压板9的表面，两者之间形成一个台阶，而在金属外壳与控制板7接触的一面上设置多个导向柱11，这些导向柱11与导向套筒10一一嵌套配合设置，而导向柱11采用中空结构，内部设置有螺纹，且导向柱11的外径不大于导向套筒10的内径，这样，先用力将压板9上的各个导向套筒10压向对应金属外壳上的导向柱11，它们一一嵌套装配好，使集成了多个单体电容器6的控制板7初步固定在金属外壳内部，再通过螺栓穿过压板9上的导向套筒10，与金属外壳上的导向柱11中的螺纹配合，将其旋紧，直到螺栓上的螺帽抵在压板9中的台阶，从而将整个控制板7完全固定设置在金属外壳的内部，这样的固定方式既方便拆卸，又可以将固定压力均匀分配到每个单体电容器6，避免个别单体电容器6的脱落和控制板7的翘曲变形。

为了装配和加工方便，该金属外壳包括相互配合的上壳12和下壳13，它们可以通过卡扣或者螺栓方式固定连接到一起，连接接缝处灌有胶水，起进一步加强连接、防水防尘作用。该上壳12与整个控制板的外形相配合，对应负极端口1、正极端口2和信号端口3的位置设置有与之外形配合的开口，而导向柱11设置在下壳13上，这样，可以利用上述装配方法将整个控制板7固定在下壳13上，然后再将上壳12装配到下壳13上，另外，还可以在压板9和上壳12之间、控制板7和下壳13之间设置导热绝缘垫片14，提高整个金属外壳与内部电子器件的绝缘性，确保整个超级电容器的正常工作。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (6)

1.一种紧凑型超级电容器，其特征在于：用于汽车的电磁悬架系统或者电子涡轮供电，包括金属外壳，所述金属外壳的一个侧面设置有负极端口、正极端口和信号端口，另一个侧面设置有排气管，在所述金属外壳的内部设置有集成了充放电控制器和多个单体电容器的控制板，所述排气管延伸至车体外部，在其内部设置有防水透气机构，从而使超级电容器的内外气压平衡，且将废气排放至车体外部。

2.根据权利要求1所述的紧凑型超级电容器，其特征在于：多个所述单体电容器均匀间隔设置在控制板的一侧，通过压板将所有单体电容器连同控制板固定在金属外壳内部，所述控制板的另一侧上还集成了负极端口、正极端口和信号端口，它们均预埋在塑料支撑板上，通过塑料支撑板固定在金属外壳上。

3.根据权利要求2所述的紧凑型超级电容器，其特征在于：在所述压板与单体电容器接触的一面上设置多个导向套筒，所述导向套筒贯穿压板和控制板，但其靠近压板的端面不超过压板的表面，两者之间形成一个台阶，在所述金属外壳与控制板接触的一面上设置多个导向柱，所述导向柱与导向套筒一一嵌套配合设置，所述导向柱采用中空结构，内部设置有螺纹，通过螺栓穿过压板上的导向套筒与金属外壳上的导向柱中的螺纹配合，从而将整个控制板固定设置在金属外壳的内部。

4.根据权利要求3所述的紧凑型超级电容器，其特征在于：所述金属外壳包括相互配合的上壳和下壳，所述导向柱设置在下壳上，所述上壳与整个控制板的外形相配合，对应负极端口、正极端口和信号端口的位置设置有与之外形配合的开口。

5.根据权利要求4所述的紧凑型超级电容器，其特征在于：所述压板与上壳之间、所述控制板与下壳之间均设置有导热绝缘垫片。

6.根据权利要求1所述的紧凑型超级电容器，其特征在于：所述防水透气机构包括防水透气阀。

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