超级电容模组的制作方法

本实用新型涉及电气设备技术领域，特别是涉及一种超级电容模组。

背景技术：

随着社会经济的发展，人们对于绿色能源和生态环境越来越关注。电化学电池作为一种常用的储能设备，经过多年的发展，虽然取得了较为广泛的应用，但由于其是通过电化学反应产生电荷迁移而储存能量，因此，其一般使用寿命较短，尤其针对需大电流放电的产业应用，比如电动车等技术领域，其使用寿命会大打折扣。另外，部分电化学电池，比如铅酸电池等对环境污染也较大；因此，迫切需要一种新型的储能设备来弥补传统电化学电池的不足。

超级电容单体作为一种价格低廉、储能容量大、清洁无污染的一种新型储能设备，在新能源技术领域，应用越来越广泛。但由于超级电容单体的工作电压较低，因此，通常需要通过多个超级电容单体相串联形成超级电容模组才能得到较高的工作电压。

超级电容模组单体的高度也比较高，也就是说，超级电容模组的重心也会随之变高。当多个超级电容单体相串联形成超级电容模组时，由于超级电容模组单体高度比较高，重心比较高，因此超级电容模组稳定性会变差，使用过程中会发生变形。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种超级电容模组，能够对超级电容单体进行固定，使得超级电容单体的位置稳定，不易发生变形。

针对上述问题，根据本实用新型实施例一方面提出了一种超级电容模组，包括：第一电路板，包括上表面和下表面，上表面固定安装两列及以上超级电容单体，超级电容单体的底部与第一电路板的上表面焊接连接；底板，支撑连接在第一电路板的下表面；压板，压接在超级电容单体的顶部表面；支撑连接柱，固定安装在底板与压板之间，底板和压板通过支撑连接柱连接，以将超级电容单体与第一电路板压接在底板和压板之间。

根据本实用新型实施例的一个方面，压板与超级电容单体的顶部表面之间设置有具有弹性的绝缘垫。

根据本实用新型实施例的一个方面，支撑连接柱包括螺纹端部，螺纹端部穿过底板或压板，通过螺母与螺纹端部连接，或者，支撑连接柱的端面上设置有螺纹孔，通过螺钉穿过底板或压板与螺纹孔连接。

根据本实用新型实施例的一个方面，压板呈矩形，压板的两个长边为背向超级电容单体翻折的翻边，使压板背向超级电容单体的表面形成U形槽。

根据本实用新型实施例的一个方面，超级电容模组还包括辅助定位件，压板的至少一个宽边与辅助定位件连接。

根据本实用新型实施例的一个方面，辅助定位件的横截面为一字形或L形连接片，连接片上设置有两个及以上腰型孔，辅助定位件通过两个及以上腰型孔与压板连接。

根据本实用新型实施例的一个方面，压板上对应一个及以上超级电容单体设置有散热孔。

根据本实用新型实施例的一个方面，压板背向超级电容单体的表面的U形槽内设置有第二电路板。

根据本实用新型实施例的一个方面，压板包括定位连接件，定位连接件设置在压板背向超级电容单体的表面上。

根据本实用新型实施例的一个方面，定位连接件为螺柱。

根据本实用新型实施例的一个方面，超级电容单体与底板之间通过正极焊接点、负极焊接点和一个及以上辅助焊接点焊接连接。

根据本实用新型实施例的一个方面，底板的两侧设置有朝向第一电路板凸起的L形支撑片，用于支撑第一电路板并通过螺钉与第一电路板固定连接。

根据本实用新型实施例的一个方面，在底板上设置有第一支撑柱，第一支撑柱支撑在第一电路板的下表面，并且通过螺钉与第一电路板连接。

根据本实用新型实施例的一个方面，底板上对应每个支撑连接柱设有一个第二支撑柱，第二支撑柱和支撑连接柱相接合。

根据本实用新型实施例的一个方面，超级电容模组还包括由顶板、第一侧板和第二侧板连接形成的罩体，第一侧板、第二侧板分别设有两个，与顶板的四边缘垂直连接形成罩体，第一侧板、第二侧板与底板固定连接；第一侧板的上部与辅助定位件连接。

根据本实用新型实施例提供的超级电容模组，其包括用于对超级电容单体的位置进行固定的底板、压板以及支撑连接柱。底板和压板通过支撑连接柱固定连接以将超级电容单体夹紧在两者之间，从而使得超级电容单体的位置更加稳定，不易发生变形。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本实用新型实施例的超级电容模组的整体结构示意图。

图2是本实用新型实施例的超级电容模组的移出罩体的内部结构示意图。

图3是图2的结构爆炸图。

图4是本实用新型实施例的压板结构示意图。

图5是本实用新型实施例的底板、压板以及支撑连接柱配合状态示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

标记说明：

1、超级电容模组；

2、罩体；21、顶板；22、第一侧板；23、第二侧板；

3、底板；31、第一底片；32、支撑片；33、第一支撑柱；34、第二支撑柱；

4、第一电路板；41、辅助焊接点；

5、超级电容单体；

6、压板；61、第二底片；62、翻边；63、散热孔；64、定位连接件；65、第二过孔；66、辅助定位件；661、腰型孔；

7、支撑连接柱；

8、第二电路板；

9、绝缘垫；91、通孔；92、第三过孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本实用新型的原理，但不能用来限制本实用新型的范围，即本实用新型不限于所描述的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个及以上；术语“上”、“下”、“内”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1、图2所示，本实用新型实施例的超级电容模组1包括罩体2、底板3、第一电路板4、超级电容单体5、压板6以及支撑连接柱7。

本实用新型实施例的超级电容模组1包括多个超级电容单体5。多个超级电容单体5经过配组，即将多个超级电容单体5间差异较小(如电容值、内阻等参数接近)的超级电容单体5配为一组，完成配组后的超级电容单体5的电容值差异小于10法拉。本实施例的超级电容单体5的电容均大于720法拉，因此每个超级电容单体5的高度较高，重心也相应较高。

本实用新型实施例的超级电容模组1的超级电容单体5的底端(设置有正极和负极的一端)焊接在第一电路板4上。通过底板3、压板6以及支撑连接柱7将第一电路板4以及焊接在第一电路板4上的两列及以上超级电容单体5压紧固定。支撑连接柱7能够支撑连接底板3和压板6，以使得底板3和压板6分别压接在第一电路板4和超级电容单体5的顶端(背向第一电路板4的端部)端面上，对焊接在第一电路板4上的多个超级电容单体5施加压紧力，从而提升焊接在第一电路板4上的多个超级电容单体5的稳定性，防止焊接在第一电路板4上的多个超级电容单体5发生变形、倾倒情况，提升了超级电容模组1的使用过程的安全性，延长了超级电容模组1的使用寿命。

如图3所示，本实施例的底板3包括第一底片31以及设置在第一底片31上相对两侧的支撑片32。两个支撑片32均呈“L”形，从第一底片31上同侧延伸出，因此底板3的横截面大致呈“U”形。支撑片32上设置有多个通孔。第一底片31的内侧表面上设置有多个第一支撑柱33以及多个第二支撑柱34。多个第一支撑柱33围绕所有第二支撑柱34设置。多个第二支撑柱34设置在两个支撑片32之间，并与支撑片32平行方向间隔设置。底板3相对的宽边的上设置有安装孔。本实施例的底板3呈矩形，由钢或铝合金材料加工制造而成。

如图3所示，本实施例的第一电路板4包括上表面和下表面。第一电路板4的下表面搭接到底板3的支撑片32上，并与第一支撑柱33的端面相抵靠，然后通过螺钉与第一支撑柱33相连接固定。上表面上设置有多个正极焊接点、多个负极焊接点以及多个辅助焊接点41。一个正极焊接点、一个负极焊接点以及一个及以上辅助焊接点41组成一组焊接点，优选地，一个正极焊接点、一个负极焊接点以及一个辅助焊接点41组成一组焊接点，且三者之间的连线呈三角形。每组正极焊接点、负极焊接点以及辅助焊接点41对应焊接一个超级电容单体5。由于第一电路板4和超级电容单体5之间增加了辅助焊接点41，而提高了超级电容单体5与第一电路板4之间的连接强度，保证超级电容单体5的稳定性，避免超级电容单体5与第一电路板4脱离连接状态。

第一电路板4的中间位置设置有多个第一过孔(图中未示出)。多个第一过孔沿第一电路板4的长边并排间隔设置。第一过孔与第二支撑柱34的位置相对应且彼此数量相等。

底板3与第一电路板4连接后，底板3的第一底片31与第一电路板4的下表面之间形成有气流通道，有助于第一电路板4和超级电容单体5的散热。

如图3、图4所示，本实施例的压板6包括第二底片61以及沿第二底片61的相对的长边形成有翻边。设置有翻边的压板6的机械强度高，承载能力强，不易发生变形。由于设置有两个相对的翻边62，从而本实施例的压板6形成“U”形槽，即其横截面为“U”形。第二底片61上设置有多个散热孔63。一个散热孔63与一个或多个超级电容单体5相对应，从而能够将超级电容单体5产生的热量引导到外界，避免超级电容单体5周围蓄积过多热量而导致超级电容单体5温度升高。由于第一电路板4上靠近中心区域的超级电容单体5暴露在外部环境的面积小，空气流动性比边缘处的超级电容单体5的流动性差，散热效率较低，因此靠近第二底片61中心区域上设置的散热孔63的尺寸要大于远离第二底片61中心区域上设置的散热孔63的尺寸，以提升中心区域的超级电容单体5的散热效率，保证中心区域的超级电容单体5与边缘处的超级电容单体5之间的温度一致性。本实施例的压板6呈矩形，由钢或铝合金材料加工制造而成。本实施例的散热孔63为圆形，但也可以是椭圆形、方形等。

如图4所示，第二底片61背向超级电容单体5的表面上设置有定位连接件64。定位连接件64分布设置在两个翻边62之间并异于散热孔63的区域上。定位连接件64用于将外部构件进行定位和固定。本实施例的定位连接件64为螺柱，但也可以是设置有内螺纹孔的立柱。本实施例的压板6上设置有第二电路板8。第二电路板8与定位连接件64相连接，以通过定位连接件64固定安装在压板6上。第二电路板8设置在“U”形槽内，位于两个翻边62之间。两个翻边62对第二电路板8形成保护，避免第二电路板8受到外部破坏力。第二电路板8的朝向第二底片61的表面与第二底片61之间留有缝隙，以形成散热通道，避免第二电路板8朝向第二底片61的表面与第二底片61之间蓄积过多热量而影响超级电容单体5以及第二电路板8的散热。将第二电路板8安装固定在压板6上的方式，有利于减小超级电容模组1的整体体积，使得超级电容模组1更加紧凑。

第二底片61上设置有多个第二过孔65。多个第二过孔65沿长边方向并排间隔设置。第二过孔65与第一过孔的位置相对应且彼此数量相等。

如图4所示，本实施例的压板6还包括辅助定位件66。在第二底片61相对的两个宽边部分上均设置有辅助定位件66。辅助定位件66上设置有两个及以上腰型孔661，第二底片61上设置有与腰型孔661相对应的圆形通孔。在两个及以上腰型孔661中安装螺钉以与第二底片61的宽边部分固定连接。辅助定位件66上设置的腰型孔661的一部分与第二底片61上圆形通孔对齐时即可安装螺钉，方便微调辅助定位件66的位置而不影响螺钉的安装，使得设置有腰型孔661的辅助定位件66与第二底片61连接更加方便。本实施例的辅助定位件66为一字形或L形连接片，在连接片上设置有两个及以上腰型孔661。

如图2、图3所示，本实施例的压板6和超级电容单体5之间设置有具有弹性的绝缘垫9。绝缘垫9上设置有通孔91。通孔91的位置与压板6上的散热孔63相对应，但径向尺寸要小于对应的散热孔63的径向尺寸，以使超级电容单体5与压板6之间保持良好的物理绝缘性，提升超级电容模组1的使用安全性的同时也保证不影响超级电容单体5的散热。绝缘垫9上设置有第三过孔92。多个第三过孔92沿长边方向并排间隔设置。第三过孔92与第二过孔65的位置相对应且数量相等。本实施例的绝缘垫9可以是橡胶材料制造而成，但也可以是其他具有绝缘性能和弹性的材料加工制造而成。具有弹性的绝缘垫9能够在外力作用下发生弹性形变。

如图5所示，本实施例的支撑连接柱7固定安装在压板6和底板3之间。支撑连接柱7通过自身来分别对压板6和底板3进行支撑和连接，保证定位快速准确，连接状态稳定，同时也不再需要使用其他辅助零部件，降低成本，节约装配时间，提高装配效率。本实施例的支撑连接柱7包括相对的两个端部以及中间部。两个端部的径向尺寸小于中间部的径向尺寸，使得中间部与两个端部之间均形成有台阶面。支撑连接柱7的一端穿过第一电路板4上第一过孔后与底板3上的第二支撑柱34相接合，另一端穿过绝缘垫9上第三过孔92后与第二过孔65相接合。支撑连接柱7的两个端部分别能够与压板6和底板3固定连接。

本实施例的支撑连接柱7的中间部与两个端部之间的两个台阶面会分别抵靠在第一电路板4的上表面和压板6朝向超级电容单体5的表面上，以支撑底板3和压板6。本实施例的支撑连接柱7的中间部为棱柱形，优选为六棱柱形。本实施例的支撑连接柱7的两个端部可以是螺柱，一端的螺柱与底板3的第二支撑柱34螺纹连接，另一端的螺柱穿过压板6上的第二过孔65，再旋拧上螺母(图中未示出)完成连接，或者，本实施例的支撑连接柱7的两个端部的端面上设置有内螺纹孔，通过螺钉将两个端部分别与底板3和压板6固定连接，上述连接方式便于装配，且连接状态稳定。进一步地，可以将螺母或螺钉的头部沉入底板3或压板6的表面，从而节约安装空间。本实施例的支撑连接柱7的数量为四个，但可以根据需要调整数量，以使得压板6和底板3之间的夹紧力满足要求。

当压板6和超级电容单体5之间没有设置弹性的绝缘垫9时，压板6和底板3通过支撑连接件实现连接后，压板6直接压接在超级电容单体5的顶部表面，以对超级电容单体5进行固定。当压板6和超级电容单体5之间设置有弹性的绝缘垫9时，压板6和底板3通过支撑连接件实现连接后，压板6和超级电容单体5会对绝缘垫9施加挤压力。当各个超级电容单体5的顶部表面高低不齐时，压板6会挤压绝缘垫9以使绝缘垫9变形而与各个超级电容单体5的顶部表面直接接触，从而压紧各个超级电容单体5，保证各个超级电容单体5的位置稳定。

如图1所示，本实用新型的超级电容模组1还包括罩体2。本实施例的罩体2包括顶板21、两个第一侧板22以及两个第二侧板23。两个第一侧板22和两个第二侧板23均与顶板21的四个边缘垂直连接以形成一容置空间。罩体2与底板3固定连接后，第一电路板4、所有超级电容单体5、压板6以及第二电路板8均位于容置空间中，从而受到罩体2的保护。罩体2的两个第一侧板22的底部与底板3的支撑片32上的通孔之间通过螺栓固定连接以夹装第一电路板4搭接在支撑片32上的部分，或者在第一侧板22和第一电路板4搭接在支撑片32上的部分之间设置压块，通过螺栓将第一侧板22的底部、压块、第一电路板4搭接在支撑片32上的部分以及底板3固定连接，上述固定连接方式增加了第一电路板4的稳定性，进而保证了第一电路板4上的超级电容单体5的位置稳定性，避免超级电容单体5发生变形。罩体2的两个第二侧板23的底部与底板3的第一底片31的宽边之间通过螺栓固定连接。两个第一侧板22的上部分别与压板6上设置的辅助定位件66通过螺钉相连接，从而罩体2对压板6形成定位，避免压板6受力发生位置偏移，进而保证压板6压接的超级电容单体5的位置稳定性。

罩体2的第一侧板22以及第二侧板23上均设置有多个散热窗。罩体2的顶板21与压板6之间形成有散热空间。超级电容模组1的第一电路板4、超级电容单体5和第二电路板8产生的热量会上升至该散热空间。散热空间内的热量会通过散热窗散失到外部环境中。该散热空间提升了超级电容模组1的散热效率，有利于超级电容模组1内部热量的快速散失，延长超级电容模组1的使用寿命。

本实施的超级电容模组1中，通过支撑连接柱7固定连接起来的底板3和压板6将第一电路板4以及第一电路板4上的超级电容单体5压紧，从而保证了超级电容单体5的位置稳定性，避免超级电容单体5发生变形。底板3的第一底片31与第一电路板4之间形成有气流通道、压板6上设置有散热孔63、压板6与顶板21之间形成的散热空间以及罩体2上设置的散热窗，这些都有助于提升超级电容模组1的散热效率，延长超级电容模组1的使用寿命。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。