JP2020526913A - 柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュールおよびシステム - Google Patents

Abstract

本出願は、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサおよび対向して取り付けられかつ留める方法で接続される第１の固定プレートと第２の固定プレートとを含む固定プレートと、対向して取り付けられかつ単一の正極タブと負極タブをそれぞれ接続するために使用される第１の支持体と第２の支持体とを含む支持体とを含み、単一のコンデンサを収容するための閉じた構造を形成するために２つの支持体と２つの固定プレートが囲まれている、柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュールおよびシステムを開示している。単一コンデンサとシリカゲル絶縁体は、互いに留められた固定プレートの内側に組み立てられ、即ち、単一コンデンサに「ハードシェル」構造が提供されており、柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュールは全体として組み立てられ、複数のコンデンサモジュールを直列または並列に接続して、必要なコンデンサシステムを形成しており、拡張性に優れ、組立てが容易である。
【選択図】図１

Description

本出願は、エネルギー貯蔵デバイスの技術分野に関し、特に、柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュールおよびシステムに関する。

新しいエネルギー貯蔵要素の１つとして、リチウムコンデンサには、高電力密度、長いサイクル寿命、安全な動作など、多くの利点がある。リチウムコンデンサの場合、従来の二重電気層スーパーコンデンサと比較して、同等の電力密度では、質量エネルギー密度は約３倍増加し、体積エネルギー密度は約６倍増加し、そして、従来のバッテリと比較して、エネルギー密度は鉛酸バッテリのエネルギー密度とほぼ同等であり、電力密度はリチウムイオンバッテリの５〜１０倍であり、低温特性は上記のバッテリよりもはるかに優れている。

従来技術では、柔軟にパッケージ化されたリチウムコンデンサの最大の利点は、高いグループ化効率であるが、グループ化プロセスは複雑であり、クリップボードなどのアクセサリを固定するように設計する必要がある。さらに、柔軟にパッケージ化されたリチウムコンデンサの外面には、耐摩耗性と耐酸性および耐アルカリ腐食性の低いＰＰフィルムが付いているため、組み立て中に追加の保護が必要であり、組立て効率が低くなる。

柔軟にパッケージ化されたリチウムコンデンサモジュールの「柔軟性」が低いことから、モジュールは様々な電圧と容量レベルに合わせて再設計されるため、システム内のモジュールの互換性は低く、容量拡張とシステムのモジュール設計には不利である。

柔軟にパッケージ化されたリチウムコンデンサパックの製造中に、レーザー溶接技術がよく使用される。組立て効率は改善されるが、その後のオーバーホールとメンテナンスには不便である。特に、単一コンデンサの交換時およびモジュールの容量拡張時には、単一コンデンサを分解することができず、リソースの浪費につながる。

従来の柔軟にパッケージ化されたコンデンサパックは、基本的にはシステムのボックス内にボルト接続で固定される。急加速または急ブレーキの場合、この接続モードではボルトが脱落する危険がある。さらに、ボルト接続には固定アンカーが必要であるため、システムのボックス本体内のスペースが占有され、システムレベルでのグループ化効率が低下する。

上記の技術的欠陥を考慮して、本出願の目的は、拡張性が高く、組立てが容易な、柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュールおよびシステムを提供することである。

本出願の実装は、単一タブを備えた柔軟にパッケージ化された単一コンデンサであって、前記単一タブは両側に配置された単一の正極タブと単一の負極タブを含む単一コンデンサと、第１の固定プレートと第２の固定プレートを含む固定プレートであって、前記２つの固定プレートは対向して取り付けられ、かつ互いに留める方法で接続される固定プレートと、第１の支持体と第２の支持体とを含む支持体であって、前記２つの支持体は、対向して取り付けられ、それぞれ単一正極タブと単一負極タブを接続するために使用され、前記２つの支持体と前記２つの固定プレートは、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサを収容するための閉じた構造を形成するために囲まれている支持体とを含む、柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュールを提供する。

好ましい実装として、コンデンサモジュールには、柔軟にパッケージ化された複数の単一コンデンサが並列に接続されており、隣接する柔軟にパッケージ化された単一コンデンサの単一正極タブの屈曲部を互いに抱き合わせてコンデンサモジュールの並列正極端子を形成し、隣接する柔軟にパッケージ化された単一コンデンサの単一負極タブの屈曲部を互いに抱き合わせてコンデンサモジュールの並列負極端子を形成する。

好ましい実装として、コンデンサモジュールには、柔軟にパッケージ化された２つの単一コンデンサが並列に接続されており、２つの柔軟にパッケージ化された単一コンデンサの単一正極タブの屈曲部を互いに抱き合わせてコンデンサモジュールの２並列正極端子を形成し、柔軟にパッケージ化された２つの単一コンデンサの単一負極タブの屈曲部を互いに抱き合わせてコンデンサモジュールの２並列負極端子を形成する。

好ましい実装として、コンデンサモジュールは、直列に接続された柔軟にパッケージ化された複数の単一コンデンサを含み、隣接する柔軟にパッケージ化された単一コンデンサの単一正極タブの屈曲部と単一負極タブの屈曲部とを互いに抱き合わせてコンデンサモジュールの直列接続端子を形成し、残りの単一正極タブの屈曲部と残りの単一負極タブの屈曲部とは、背中合わせに配置され、それぞれ、コンデンサモジュールの直列正極端子とコンデンサモジュールの直列負極端子として機能する。

好ましい実装として、コンデンサモジュールには、直列に接続された柔軟にパッケージ化された２つの単一コンデンサが含まれ、２つの柔軟にパッケージ化された単一コンデンサの１つの単一正極タブの屈曲部と１つの単一負極タブの屈曲部とを互いに抱き合わせてコンデンサモジュールの２直列接続端子を形成し、２つの柔軟にパッケージ化された単一コンデンサの残りの単一正極タブの屈曲部と残りの単一負極タブの屈曲部は、背中合わせに配置され、それぞれ、コンデンサモジュールの２直列正極端子および２直列負極端子として機能する。

好ましい実装として、直列負極端子と直列正極端子を別々に収容するために、支持体上に２つの階段状表面を配置する。好ましくは、階段状表面は、絶縁材料でできている。

好ましい実装として、コンデンサモジュールはシリカゲル絶縁体をさらに含み、シリカゲル絶縁体には、熱伝導性および絶縁性のシリカゲルパッドと、難燃性および絶縁性のシリカゲルガードエッジが含まれ、シリカゲルガードエッジは、柔軟にパッケージ化された外層単一コンデンサの端部の外面に配置されており、そして、シリカゲルパッドは、柔軟にパッケージ化された外層単一コンデンサの２つの外面に配置され、隣接する柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ間に配置される。

好ましい実装として、シリカゲルガードエッジは、柔軟にパッケージ化された外層単一コンデンサの縁部の外面に配置され、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサの縁部が埋め込まれる埋込み開口部は、シリカゲルガードエッジに形成される。

好ましい実装として、シリカゲルガードエッジはＵ字型構造であり、２つのシリカゲルガードエッジは、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサのそれぞれの２つの端部に配置される。

好ましい実装として、２つの固定プレートは互いに留める方法で接続され、具体的には、第２の固定プレート側に向かって突出する第１のフック本体は第１の固定プレートの内側に配置され、第１の固定プレート側に向かって突出する第２のフック本体は第２の固定プレートの内側に同様に配置され、第１のフック本体と第２のフック本体は互いに引っ掛けられて留められる。

好ましい実装として、水平延長部は第１の固定プレートの縁部に配置され、延長部に適合するガイド突起部が第２の固定プレートの縁部に配置され、第１のフック本体と第２のフック本体とが互いに引っ掛かっているとき、ガイド突起部は水平延長部に沿って水平に移動することができる。

好ましい実装として、複数の端部固定部が固定プレート上に配置される。各端部固定部は、少なくとも第１の空洞および第２の空洞を含み、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサの２つの端部は、それぞれ第１の空洞および第２の空洞に埋め込まれる。第１の突起ブロックが第１の固定プレートの上端および下端にそれぞれ配置され、第１の空洞が第１の突起ブロックと第１のフック本体との間に形成され、第２の突起ブロックが第２の固定プレートの上端と下端にそれぞれ配置され、第２の空洞が第２の突起ブロックと第２のフック本体との間に形成される。

好ましい実装として、支持体は絶縁材料でできている。

好ましい実装として、タブ貫通孔が各支持体上に形成され、単一タブの屈曲部は、タブ貫通孔を通過し、タブ貫通孔から外に延びることができる。

好ましい実装として、支持体が取り付けられた後、各支持体上の孔と一致する位置に固定孔が形成され、孔と固定孔はコネクタで接続される。

好ましい実装として、金属ブロックが２つの隣接するタブ貫通孔の間にさらに配置され、金属ブロックは、２つの単一タブの屈曲部が互いに抱き合わされて重なり、金属ブロックは屈曲部の内側に包まれる。

好ましい実装として、金属ブロックが収容される収容溝が各支持体上に形成される。この場合、好ましくは、固定孔は、単一タブを支持体に固定するために金属ブロックに形成される。

本出願の第２の実装は、シェルを含む柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサシステム、およびシェルの内部に配置された柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュールを提供し、柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュールは上記のコンデンサモジュールである。

好ましい実装として、コンデンサシステムは、シェル内に複数行および複数列で配置された複数のコンデンサモジュールを含む。

従来技術と比較して、本出願は以下の有益な効果を有する。

（１）本出願により提供される柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュールでは、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサおよびシリカゲル絶縁体は、互いに留められた固定プレートの内側に組み立てられる。即ち、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサに「ハードシェル」構造が追加で提供される。柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュールは全体として組み立てられ、柔軟にパッケージ化された複数のハードシェルコンデンサモジュールを直列または並列に接続して、必要な柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサシステムを形成するので、拡張性に優れ、組立てが容易である。

（２）柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュールでは、固定プレートには、互いに引っ掛けて締め付けることができる第１のフック本体と第２のフック本体が設けられ、また、固定プレートの組立てプロセス中にガイドの役割を果たすガイド突起部と水平延長部も設けられているので、２つの固定プレートの相対位置をガイド突起部によって調整でき、後で支持体の位置決めと取付けに便利である。

（３）柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサシステムでは、柔軟にパッケージ化された複数のハードシェルコンデンサモジュールを複数行および複数列に配置できるため、コンデンサモジュールが占有するスペースが削減される。

コンデンサモジュールの第１の実装の正面斜視図である。 図１の長手方向の断面図である。 図１の分解図である。 コンデンサモジュールの第２の実装の正面斜視図である。 図４の側面図である。 図４の分解図である。 図６の部分Ａの拡大図である。 コンデンサモジュールの第３の実装の正面図である。 図８の横方向の断面図である。 図８の右側面図である。 図８の左側面図である。 図８の分解図である。 第１の固定プレートの斜視図である。 第２の固定プレートの斜視図である。 固定プレートの組合せ図である。 図１４の部分Ｂの拡大図である。 支持体の概略構造図である。 柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサシステムの概略構造図である。 柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサシステムの内部構造の概略図である。 ここで、１柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ、１１単一タブ、１１１単一正極タブ、１１２単一負極タブ、１１３単一正極タブの屈曲部、１１４単一負極タブの屈曲部、１２孔、１３コンデンサモジュールの直列接続端子、１４コンデンサモジュールの直列負極端子、１５コンデンサモジュールの直列正極端子、１６コンデンサモジュールの並列正極端子、２シリカゲル絶縁体、２１熱伝導性および絶縁性シリカゲルパッド、２２難燃性および絶縁性のシリカゲルガードエッジ、２２１埋込み開口部、３固定プレート、３１第１の固定プレート、３１１第１のフック本体、３１２水平延長部、３１３第１の空洞、３１４第１の突起ブロック、３２第２の固定プレート、３２１第２のフック本体、３２２ガイド突起部、３２３第２の空洞、３２４第２の突起ブロック、４支持体、４１第１の支持体、４２第２の支持体、４１１タブ貫通孔、４１２金属ブロック、４１３固定孔、４１４収容溝、４１５階段状表面、５柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュール、６上部カバープレート、７下部シェル、８システムの正出力端子、９システムの負出力端子、１０銅棒、１７スレーブ制御板、１８直立柱、である。

本出願の実施の目的、技術的解決策および利点をより明確にするために、本出願の実施における技術的解決策を、本出願の実施の添付図面を参照して以下に明確かつ完全に説明する。

以下の説明は、図１に示す方向に基づいて行われる。図１の上側、下側、左側、右側は、説明の中での上側、下側、左側、右側である。図１の水平方向はコンデンサモジュールの横方向を指し、図１の垂直方向はコンデンサモジュールの垂直方向を指し、図１の前方向はコンデンサモジュールの前端を指し、図１の前方向と反対の方向はコンデンサモジュールの後端を指す。図１〜図１２では、特に明記しない限り、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサの両側とは左側と右側を指し、その２つの縁部とは上端と下端を指す。

図１〜図１２を参照すると、本出願の実施は、少なくとも１つの柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１を含む、柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュール（以下、コンデンサモジュールとも呼ばれる）を提供する。柔軟にパッケージ化された複数の単一コンデンサ１は、１並列、２並列…ｎ並列構造、または１直列、２直列…ｎ直列構造で組み合わせてもよい。実際の処理経済性および組立体の製造可能性を考慮すると、１並列、２並列または３並列構造、および１直列、２直列または３直列構造が一般的に使用されるということも注意すべきである。ｎ並列またはｎ直列構造の場合、１並列、２並列または３並列構造と１直列、２直列または３直列構造を組み合わせて得ることができる。

柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１には、単一タブ１１が設けられる。単一タブ１１は、単一正極タブ１１１および単一負極タブ１１２を含み、これらはそれぞれ、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の両側に配置される。単一正極タブ１１１および単一負極タブ１１２は、それぞれ屈曲部１１３および屈曲部１１４を有する。屈曲部１１３および１１４には、単一タブ１１を固定するための孔１２が形成されている。

好ましい実装として、図１〜図７を参照すると、柔軟にパッケージ化された複数の単一コンデンサ１が並列に接続される場合、図４および図５に示すように、隣接する柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の単一正極タブの屈曲部１１３を互いに抱き合わせ、隣接する柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の単一正極タブの孔１２は互いに合致し、一緒に挿入され、コンデンサモジュールの並列正極端子１６を形成し、隣接する柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の単一負極タブの屈曲部１１４を互いに抱き合わせ、隣接する柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の単一負極タブの孔１２は合致し、一緒に挿入され、コンデンサモジュールの並列負極端子を形成する。図１と図４では、並列負極端子は左側にあって隠れているため示されていないが、図６に部分的に示されている。並列負極端子の構造は、並列正極端子１６の構造と同一または類似している。本実装では、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサの２セットのみが並列に接続されているように示されているが、本発明の保護範囲はそれに限定されず、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサのセットが１つ以上あってもよい。

好ましい実装として、図８〜図１２を参照すると、柔軟にパッケージ化された複数の単一コンデンサ１が直列に接続される場合、隣接する柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の単一正極タブの屈曲部１１３と単一負極タブの屈曲部１１４とを抱き合わせ、隣接する柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の単一正極タブの孔１２と単一負極タブの孔１２とは合致し、一緒に挿入され、コンデンサモジュールの直列接続端子１３を形成する。図１１および図１２に示されるように、構造は、上記の並列接続の実装で説明された構造と同一または類似であってもよい。一方、第１の柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の未接続単一タブの屈曲部と、第ｎの柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の未接続単一タブの屈曲部、即ち、柔軟にパッケージ化された外層単一コンデンサ１の残りの単一正極タブ１１１の屈曲部と残りの単一負極タブ１１２の屈曲部とは背中合わせに配置され、図１０および図１２に示すように、それぞれ、コンデンサモジュールの直列正極端子１５およびコンデンサモジュールの直列負極端子１４として機能する。

本実装では、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサの２セットのみが直列に接続されるように示されているが、本発明の保護範囲はそれに限定されず、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサのセットが１つ以上あってもよい。柔軟にパッケージ化された外層単一コンデンサとは、複数の単一コンデンサが直列または並列に配置されている場合、最外層の単一コンデンサを指す。例えば、１つの単一コンデンサの場合、単一コンデンサ自体が、柔軟にパッケージ化された外層単一コンデンサであり、並列または直列に接続された２つの単一コンデンサの場合、２つの単一コンデンサが、柔軟にパッケージ化された外層単一コンデンサであり、並列または直列に接続された３つの単一コンデンサの場合、外層の２つの単一コンデンサが、柔軟にパッケージ化された外層単一コンデンサであり、中間層の単一コンデンサが、柔軟にパッケージ化された内層単一コンデンサであり、その類推によって他の状況を推測することができる。

好ましい実装として、図４〜図７を参照すると、コンデンサモジュールは、特に熱伝導性および絶縁性シリカゲルパッド２１（以下、シリカゲルパッド２１とも呼ばれる）並びに難燃性および絶縁性シリカゲルガードエッジ２２（以下、シリカゲルガードエッジ２２とも呼ばれる）を含むシリカゲル絶縁体２をさらに含むことができる。図４および図５に示すように、シリカゲルガードエッジ２２は、柔軟にパッケージ化された外層単一コンデンサ１の端部の外面に配置され、柔軟にパッケージ化された外層単一コンデンサ１の端部の外面に密着して設けられており、柔軟にパッケージ化された外層単一コンデンサ１の端部に絶縁保護を提供する。シリカゲルパッド２１は、柔軟にパッケージ化された外層単一コンデンサ１の２つの面にそれぞれ取り付けられており、即ち、シリカゲルパッド２１は、シリカゲルガードエッジ２２の外側に配置され、柔軟にパッケージ化された外層単一コンデンサ１全体に対して熱伝導と絶縁保護を提供する。即ち、２つのシリカゲルパッド２１がコンデンサモジュールの２つの外面に配置されている。

具体的には、図６および図７に示すように、シリカゲルガードエッジ２２は、柔軟にパッケージ化された外層単一コンデンサ１の縁部の外面に配置されており、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の縁部が保護のために埋め込まれる埋込み開口部２２１が、シリカゲルガードエッジ２２に形成される。突出構造である単一タブ１１に関しては、シリカゲルガードエッジ２２を設けることは考慮されていない。図６に示すように、シリカゲルガードエッジ２２はＵ字型構造であり、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の両端にそれぞれシリカゲルガードエッジ２２を、即ち、上部と下部に２つを設けることができる。

ここで、２並列からｎ並列構造および２直列からｎ直列構造については、シリカゲルパッド２１は、隣接する柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１間に配置されることが好ましい、即ち、シリカゲルパッド２１は、柔軟にパッケージ化された内層単一コンデンサ間に、または柔軟にパッケージ化された内層単一コンデンサと柔軟にパッケージ化された外層単一コンデンサとの間に配置され、コンデンサモジュール全体の絶縁と耐電圧を強化することに留意すべきである。一方、シリカゲルパッド２１は、柔軟にパッケージ化された内層単一コンデンサ１に密着するようになるため、柔軟にパッケージ化された内層単一コンデンサ１で発生した熱の一部を外気に迅速に伝えることができ 、放熱フィンと同様の効果が得られる。

結論として、シリコンパッド２１は少なくとも２つの方法で配置される。図１２に示すように、２つのシリコンパッド２１が、柔軟にパッケージ化された外層単一コンデンサ１の２つの外面に配置されており、または、図３および６に示すように、２つのシリカゲルパッド２１がまた、２つの外面に配置され、１つのシリカゲルパッド２１も２つの隣接する柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１間にも配置される。

好ましい実装として、図１〜図３および図８〜図１２を参照すると、コンデンサモジュールはさらに固定プレート３を含む。固定プレート３は、柔軟にパッケージ化された複数の単一コンデンサ１からなる直列構造または並列構造に特定の予張力を加え、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１を面接触で固定するために使用される。

固定プレート３は、第１の固定プレート３１と第２の固定プレート３２とを含む。第１の固定プレート３１と第２の固定プレート３２は対向して取り付けられ、２つの固定プレート３は互いに留める方法で接続される。柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１、または組み立てられた後の柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１とシリカゲル絶縁体２は、２つの固定プレート３によって形成される取付けスペースに配置される。

好ましい実装として、図１３〜図１６を参照すると、第２の固定プレート３２側に向かって突出する第１のフック本体３１１は第１の固定プレート３１の内側に配置され、第１の固定プレート３１側に向かって突出する第２のフック本体３２１は第２の固定プレート３２の内側に同様に配置され、第１のフック本体３１１と第２のフック本体３２１は、互いに引っ掛けて締め付けることができる。水平延長部３１２は、第１の固定プレート３１の上部および下部にそれぞれ配置され、延長部３１２に適合するガイド突起部３２２が第２の固定プレート３２の上部と下部にそれぞれ配置される。２つの固定プレート３の第１のフック本体３１１と第２のフック本体３２１とを互いに引っ掛けると、ガイド突起部３２は水平延長部３１２に沿って水平に移動することができる。即ち、ガイド突起部３２２は、２つの固定プレート３の組立てプロセス中にガイドの役割を果たす。２つの固定プレート３の相対位置は、ガイド突起部３２２によって調整することができるため、その後に支持体を位置決めして取り付けるのに便利である。

また、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の内側で締付け固定を実現するために、第１の固定プレート３１および第２の固定プレート３２上に端部固定部を配置し、内側の柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１は、端部固定部を介して２つの固定プレート３で締め付けられ、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の取付け安定性が改善される。

好ましい実装として、端部固定部は、第１の空洞３１３および第２の空洞３２３を含み、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の端部は、（図２に示すように）第１の空洞３１３および第２の空洞３２３に埋め込まれる。

好ましい実装として、第１の突起ブロック３１４は、第１の固定プレート３１の側面、即ち、図１５および図１６のそれぞれの第１の固定プレート３１の側面の上端および下端に配置され、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の端部を収容するための第１の空洞３１３は、第１の突起ブロック３１４と第１のフック本体３１１との間に形成され、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の端部は第１の空洞３１３に埋め込まれ、第２の突起ブロック３２４は、第２の固定プレート３２の側面、即ち、図１５および図１６のそれぞれ第２の固定プレート３２の側面の上端および下端に配置され、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の端部を収容するための第２の空洞３２３は、第２の突起ブロック３２４と第２のフック本体３２１との間に形成され、隣接する柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の端部は第２の空洞３２３に埋め込まれる。

好ましい実装として、図１７を参照すると、単一正極タブ１１１および単一負極タブ１１２を支持および固定するために支持体４が使用される。本出願のコンデンサモジュールの実装として、支持体４は、第１の支持体４１と第２の支持体４２とを含む。２つの支持体４は対向して取り付けられ、２つの支持体４および２つの固定プレート３は、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１を包むための閉じた構造を形成するように囲まれている。

好ましい実装として、支持体４は絶縁材料でできている。

好ましい実装として、各支持体４にタブ貫通孔４１１が形成される。単一タブ１１の屈曲部は、タブ貫通孔４１１を通過し、タブ貫通孔４１１から外に延びることができる。

単一タブ１１は、一般に銅またはアルミニウムでできており、比較的柔らかいため、組立てプロセス中、単一タブ１１はまずタブ貫通孔４１１を通過し、次に曲げられて屈曲部１１３および１１４を形成することができる。

支持体４が取り付けられた後、各支持体４上の、孔１２と一致する位置に、固定孔４１３が形成される。孔１２と固定孔４１３とは、コネクタを介して接続される。コネクタは、ボルトやピンなどの従来のコネクタでもよい。上記の接続により、支持体４と単一タブ１１とを一緒に固定することができる。

好ましい実装として、図３、図１２、および図１７に示すように、金属ブロック４１２を２つの隣接するタブ貫通孔４１１間にさらに配置することができ、金属ブロック４１２は、互いに抱き合わされた２つの単一タブの屈曲部１１３または１１４と重なり、金属ブロック４１２は、屈曲部の内側に包まれる。各支持体４には、金属ブロック４１２が収容される収容溝４１４が形成されている。この場合、金属ブロック４１２に固定孔４１３を形成して、単一タブ１１を支持体４に固定してもよい。

金属ブロック４１２の使用は、互いに留められた２つの単一タブ１１間の電流抵抗を低減することができ、したがって、コンデンサモジュールの回路循環に有利である。

２並列の柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１または２直列の柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１が実際の用途で広く使用されており、組み立てるのに便利であるため、本出願の好ましい実装として、２並列の柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１で構成される柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュール１および２直列の柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１で構成される柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュール１をそれぞれ例として以下に説明するが、本出願はこれに限定されない。

（１）２並列の柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ
引き続き図１〜図７を参照すると、２つの柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１が並列に接続される場合、即ち、２並列の柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の場合、２つの柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の単一正極タブの屈曲部１１３は、図４と図５に示すように、互いに抱き合わされてコンデンサモジュールの２並列正極端子を形成し、そして柔軟にパッケージ化された２つの単一コンデンサ１の単一負極タブの屈曲部１１４は、互いに抱き合わされてコンデンサモジュールの２並列負極端子（図示せず）を形成する。

（２）２直列の柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ
図８〜図１２を引き続き参照すると、２つの柔軟にパッケージ化されたコンデンサモジュール１が直列に接続されている場合、即ち、２直列の柔軟にパッケージ化された単一コンデンサである場合、柔軟にパッケージ化された２つの単一コンデンサ１の１つの単一正極タブの屈曲部１１３および１つの単一負極タブの屈曲部１１４は、図１１および図１２に示すように、互いに抱き合わされてコンデンサモジュールの２直列接続端子を形成し、第１の柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の残りの単一正極タブ１１１と第２の柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の残りの単一負極タブの屈曲部１１３および１１４は、それぞれ、図１０および図１２に示すように、対向して配置されており、コンデンサモジュールの２直列正極端子とコンデンサモジュールの２直列負極端子として機能する。

２並列の柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１からなるハードシェルコンデンサモジュール、および２直列の柔軟にパッケージ化された単一コンデンサからなるハードシェルコンデンサモジュールの場合、シリカゲル絶縁体２、固定プレート３および支持体４は、具体的には図１〜図１７を参照して上記の構造を採用する。

シリカゲル絶縁体２は、上記のシリカゲル絶縁体２の構造を採用する。２並列の柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１から成る柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュール、および２直列の柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１から成る柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュールの場合、２つの柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１は並列に配置されているため、シリカゲルパッド２１は、並列に配置された柔軟にパッケージ化された２つの単一コンデンサ１間に配置され、柔軟にパッケージ化された２つの単一コンデンサ１の外側に配置することができ、シリカゲル絶縁体２と柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の表面との密接な接触が実現され、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１によって発生した熱を外気に迅速に伝えるということも注意すべきである。シリカゲルガードエッジ２２は、上記の方法で配置され、柔軟にパッケージ化された外層単一コンデンサ１の端部に断熱を提供する。

固定プレート３は、固定プレート３の上記の構造に適合させる。第１のフック本体３１１および第２のフック本体３２１は、第１の固定プレート３１および第２の固定プレート３２の縁部に位置する代わりに、それぞれ第１の固定プレート３１および第２の固定プレート３２の内側に配置されるということも注意すべきである。水平延長部３１２は、第１の固定プレート３１の上縁および下縁、即ち、図１５および図１６の第１の固定プレート３１の上端および下端に配置され、ガイド突起部３２２は、第２の固定プレート３２の上縁および下縁、即ち、図１５の第２の固定プレート３２の上端および下端に配置される。第１のフック本体３１１と第２のフック本体３２１とを互いに引っ掛けて固定プレート３を取り付ける。

さらに、固定プレート３によって柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の内側で締付け固定を実現するために、上記の端部固定部を用いてこの問題を解決している。

支持体４は、上記の支持体４の構造を採用している。支持体４が単一正極タブ１１１および単一負極タブ１１２を支持および固定するのに便利であるように、各支持体４に２つの平行なタブ貫通孔４１１が形成されるということも注意すべきである。単一正極タブおよび単一負極タブの屈曲部１１３および１１４は、タブ貫通孔４１１を別々に通過し、その後、タブ貫通孔４１１から外に延びる。

金属ブロック４１２は、２つの平行なタブ貫通孔４１１の間に配置され、互いに留められた２つの単一タブ１１の屈曲部１１３および１１４は、金属ブロック４１２と重ねられ、金属ブロック４１２は、屈曲部の内側に包まれる。

金属ブロック４１２には、固定孔４１３が形成されている。固定孔４１３は、互いに挿入される２つの単一タブ１１の孔１２と合致し、支持体４は、ボルトまたはピンなどのコネクタを孔１２および固定孔４１３を通過させることによって単一タブ１１に固定される。

支持体４および柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の確実な固定を実現するために、２つの固定孔４１３があり、それぞれの単一タブ１１の屈曲部に２つの孔１２が同様に形成されることが好ましく、２つの固定孔４１３は２つの孔１２の位置と一致しており、支持体４による柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１の効果的な接続および支持を実現する。支持体４はまた、単一タブ１１を固定プレート３から分離して、両方の隔離および絶縁を実現する。

コンデンサモジュールの直列負極端子１４およびコンデンサモジュールの直列正極端子１５の場合、２つの電極端子を分離するために、図１２に示すように、直列負極端子１４および直列正極端子１５を収容するための２つの階段状表面４１５を支持体４上に形成してもよい。階段状表面４１５は、絶縁材料でできている。

上記の通り、直列または並列に接続された柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１は、シリカゲル絶縁体２、固定プレート３および支持体４とともに、柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュールを形成し、コンデンサモジュールは特定のシステム電圧レベルと容量に応じて組み合わせることができる。上記の通り、グループ化コストを削減するために、１並列から３並列構造および１直列から３直列構造が一般的に使用されており、コンデンサモジュールの必要な電圧レベルおよび容量は、上記の構造の組合せによって実現される。特定の組合せプロセスでは、柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュールが全体として組み立てられる、即ち、柔軟にパッケージ化された複数のコンデンサモジュールを直列または並列に接続して、必要とされる柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサシステムを形成できる。

本出願の別の実装は、図１８および図１９を参照して上記した柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュールを含む、柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサシステムを提供する。システムの構造的なコンパクトさを実現するために、柔軟にパッケージ化された複数のハードシェルコンデンサモジュール５を組み立てる場合、複数行と複数列に配置できる。図１９を参照すると、柔軟にパッケージ化された複数のハードシェルコンデンサモジュール５は、５行２列に配置されている。図１９は、柔軟にパッケージ化された複数のハードシェルコンデンサモジュール５の複数行および複数列構造の概略図を示しているにすぎないことは容易に理解でき、それを複数行および複数列構造のユニークな構造形式と見なしてはならない。

柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサシステムは、シェルと直立柱１８をさらに含む。シェルは、上部カバープレート６、サイドプレート、およびソールプレートを含む。サイドプレートとソールプレートは下部シェル７を形成し、上部カバープレート６は下部シェル７で覆われている。下部シェル７は中空であり、柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュール５は、下部シェル７に組み込まれ、上部カバープレート６によって締め付けられるため、ボルトなどの付属品を省略することができる。その結果、構造は単純であり、締付けと制限に対して信頼性がある。直立柱１８は、下部シェル７の四隅に配置される。直立柱１８は、スライド直立柱である。柔軟にパッケージ化された複数のハードシェルコンデンサモジュール５が組み立てられると、スライド直立柱のガイド効果により、それらを下部シェル７内の対応する位置に運ぶことができる。

柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュール５の取付けと固定に便利なように、柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュール５に溝構造が形成され、溝構造に適合する制限ブロックが下部シェル７内に同様に配置される。柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュール５の組み立て中、その溝構造は下部シェル７の制限ブロックに正確に配置され、柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュール５は下部シェル７に固定され、システムの衝撃および振動に対する耐性を向上させる。

システム正出力端子８およびシステム負出力端子９は、上部カバープレート６の上端に配置され、直列または並列に接続された後、柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュール５のモジュール正極端子とモジュール負極端子との接続に使用される。２並列の柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１からなる柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュール５を例にとると、２つのコンデンサモジュールの２並列の正極端子は並列に接続されており、システムの正出力端子８に接続されて外部回路に対するシステムの正のインタフェースとして機能し、２つのコンデンサモジュールの２並列の負極端子は並列に接続されており、システムの負出力端子９に接続されて外部回路に対するシステムの負のインタフェースとして機能する。２直列の柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ１からなる柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュール５を例にとると、２つのコンデンサモジュールの２直列の正極端子は隣接する各コンデンサモジュールの２直列の正極端子に接続され、残りの単一正極タブはシステムの正出力端子８に接続されて外部回路に対するシステムの正のインタフェースとして機能し、残りの単一負極タブは、システムの負出力端子９に接続されて外部回路に対するシステムの負のインタフェースとして機能する。

コンデンサモジュールの正極端子またはコンデンサモジュールの負極端子がシステム正出力端子８またはシステム負出力端子９に接続される場合、両者間の回路接続を容易にするために、コンデンサモジュール出力端子とシステム出力端子との間にバスバーを配置してもよい。

柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサシステムの柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュール５は、複数列構造、例えば図１９に示す２列構造の場合、隣接する列の端子の接続を容易にするために、銅棒１０が下部シェル７内に配置される。銅棒１０は、コンデンサモジュールの２列にわたって延び、隣接する２列のコンデンサモジュールの正極端子またはコンデンサモジュールの負極端子に直接接続できるため、コンデンサモジュールの配線が削減される。

一方、柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサシステムは、柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュール５に接続され、かつリアルタイムでそれを監視するスレーブ制御板１７をさらに含む。スレーブ制御板１７は、単一コンデンサの電圧バランスをリアルタイムで実現するために、柔軟にパッケージ化された各ハードシェルコンデンサモジュール内の柔軟にパッケージ化された単一コンデンサの温度および電圧をオンラインで監視できる。

最後に、前述の実装は、本出願を限定するのではなく、単に本出願の技術的解決策を説明するためのものであるということも注意すべきである。本出願は、前述の実装により詳細に説明されたが、まだ前述の実装で記録された技術的解決策に修正を加えることができるか、またはいくつかの技術的特徴に同等の置換を行うことができることを当業者は理解すべきである。これらの修正または置換は、対応する技術的解決策の本質を、本出願の実装の技術的解決策の範囲から逸脱させない。

Claims (13)

1. 柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュールであって、
   単一タブ（１１）を備えた柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ（１）であって、前記単一タブ（１１）は両側に配置された単一正極タブ（１１１）と単一負極タブ（１１２）を含む、柔軟にパッケージ化された単一コンデンサと、
   第１の固定プレート（３１）および第２の固定プレート（３２）を含む固定プレート（３）であって、前記２つの固定プレート（３１、３２）は対向して取り付けられ、前記２つの固定プレート（３１、３２）は互いに留める方法で接続される、固定プレートと、
   第１の支持体（４１）および第２の支持体（４２）を含む支持体（４）であって、前記２つの支持体（４１，４２）は対向して取り付けられ、前記２つの支持体（４１，４２）は前記単一正極タブ（１１１）と前記単一負極タブ（１１２）をそれぞれ接続するために使用される支持体と、を備え、
   前記２つの支持体（４１，４２）および前記２つの固定プレート（３１、３２）は、囲まれており、前記柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ（１）を収容するための閉じた構造を形成する、ハードシェルコンデンサモジュール。
2. 前記コンデンサモジュールは、並列に接続された柔軟にパッケージ化された複数の単一コンデンサ（１）を含み、隣接する柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ（１）の単一正極タブの屈曲部（１１３）は、互いに抱き合わされて前記コンデンサモジュールの並列正極端子（１６）を形成し、隣接する柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ（１）の単一負極タブの屈曲部（１１４）は、互いに抱き合わされて前記コンデンサモジュールの並列負極端子を形成する、請求項１に記載のコンデンサモジュール。
3. 前記コンデンサモジュールは、直列に接続された柔軟にパッケージ化された複数の単一コンデンサ（１）を含み、隣接する柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ（１）の前記単一正極タブの屈曲部（１１３）と前記単一負極タブの屈曲部（１１４）は、互いに抱き合わされて前記コンデンサモジュールの直列接続端子（１３）を形成し、残りの単一正極タブの屈曲部および残りの単一負極タブの屈曲部は、背中合わせに配置されて、それぞれ、前記コンデンサモジュールの直列正極端子（１４）および直列負極端子（１５）として機能する、請求項１に記載のコンデンサモジュール。
4. 前記コンデンサモジュールは、直列に接続された柔軟にパッケージ化された２つの単一コンデンサを含み、前記柔軟にパッケージ化された２つの単一コンデンサ（１）の前記１つの単一正極タブの屈曲部と前記１つの単一負極タブの屈曲部は、互いに抱き合わされて前記コンデンサモジュールの２直列接続端子を形成し、前記柔軟にパッケージ化された２つの単一コンデンサ（１）の前記残りの単一正極タブの屈曲部と前記残りの単一負極タブの屈曲部は、背中合わせに配置されて、それぞれ、前記コンデンサモジュールの２直列正極端子および前記コンデンサモジュールの２直列負極端子として機能する、請求項３に記載のコンデンサモジュール。
5. 前記直列正極端子（１４）と前記直列負極端子（１５）をそれぞれ収容するために、２つの階段状表面が前記支持体（４）のうちの１つに配置される、請求項３または４に記載のコンデンサモジュール。
6. 前記コンデンサモジュールは、シリカゲル絶縁体（２）をさらに含み、該シリカゲル絶縁体（２）は、熱伝導性および絶縁性シリカゲルパッド（２１）と、難燃性および絶縁性シリカゲルガードエッジ（２２）とを含み、該シリカゲルガードエッジ（２２）は、柔軟にパッケージ化された外層単一コンデンサ（１）の端部の外面に配置され、前記シリカゲルパッド（２１）は、前記柔軟にパッケージ化された外層単一コンデンサ（１）の２つの外面に配置され、隣接する柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ（１）間に配置される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のコンデンサモジュール。
7. 前記シリカゲルガードエッジ（２２）は、前記柔軟にパッケージ化された外層単一コンデンサ（１）の縁部の外面に配置され、前記柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ（１）の前記縁部が埋め込まれる埋め込み開口部（２２１）が、前記シリカゲルガードエッジ（２２）に形成され、前記シリカゲルガードエッジ（２２）はＵ字型構造であり、２つのシリカゲルガードエッジ（２２）は、前記柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ（１）のそれぞれの両端に配置される、請求項６に記載のコンデンサモジュール。
8. 前記２つの固定プレート（３１、３２）は、互いに留める方法で接続され、具体的には、前記第２の固定プレート（３２）に向かって突出する第１のフック本体（３１１）は、前記第１の固定プレート（３１）の内側に配置され、前記第１の固定プレート（３１）に向かって突出する第２のフック本体（３２１）は、前記第２の固定プレート（３２）の内側に同様に配置され、前記第１のフック本体（３１１）と前記第２のフック本体（３２１）は、互いに引っ掛けて留めることができる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のコンデンサモジュール。
9. 水平延長部（３１２）は前記第１の固定プレート（３１）の縁部に配置され、前記水平延長部（３１２）に適合するガイド突起部（３２２）は前記第２の固定プレート（３２）の縁部に配置され、前記第１のフック本体（３１１）と前記第２のフック本体（３２１）とが互いに引っ掛かると、前記ガイド突起部（３２２）は前記水平延長部（３１２）に沿って水平に移動する、請求項８に記載のコンデンサモジュール。
10. 複数の端部固定部が前記固定プレート（３）に配置され、各端部固定部分は少なくとも第１の空洞（３１３）と第２の空洞（３２３）とを含み、前記柔軟にパッケージ化された単一コンデンサ（１）の２つの端部は、それぞれ、前記第１の空洞（３１３）と前記第２の空洞（３２３）に埋め込まれ、第１の突起ブロック（３１４）は、前記第１の固定プレート（３１）の上端と下端にそれぞれ配置され、前記第１の空洞（３１３）は、前記第１の突起ブロック（３１４）と前記第１のフック本体（３１１）との間に形成され、第２の突起ブロック（３２４）は、それぞれ、前記第２の固定プレート（３２）の上端と下端に配置され、前記第２の空洞（３２３）は、前記第２の突起ブロック（３２４）と前記第２のフック本体（３２１）との間に形成される、請求項７または８に記載のコンデンサモジュール。
11. 前記支持体（４）は絶縁材料でできており、タブ貫通孔（４１１）が各支持体（４）に形成され、前記単一タブの屈曲部（１１３、１１４）は前記タブ貫通孔（４１１）を通過し、前記タブ貫通孔（４１１）から外に延びることができ、前記支持体が取り付けられた後、孔（１２）と一致する位置で各支持体（４）に固定孔（４１３）が形成され、前記孔（１２）と前記固定孔（４１３）はコネクタを介して接続される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のコンデンサモジュール。
12. シェルと前記シェル内に配置された柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュール（５）とを含む柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサシステムであって、前記柔軟にパッケージ化されたハードシェルコンデンサモジュール（５）は、請求項１〜８のいずれか一項に記載のコンデンサモジュールである、コンデンサシステム。
13. 前記コンデンサシステムは、前記シェル内に複数行および複数列で配置された複数のコンデンサモジュールを含む、請求項９に記載のコンデンサシステム。

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