超级电容器模组

摘要

本发明提供一种超级电容器模组，包括：壳体；以及超级电容器模块，与壳体相适配、且位于壳体内部、并由壳体密封。超级电容器模块包括：多个超级电容器单体，串联和/或并联连接，包括模组正极单体和模组负极单体，模组正极单体和模组负极单体具有将与外部电连接的表面设置有外螺纹的极柱；以及模组导柱，与模组正极单体和模组负极单体电连接。模组导柱包括：连接端，具有将用于与设置有外螺纹的极柱相连的螺纹孔，螺纹孔从连接端的端面始沿模组导柱的轴向而向模组导柱内部开孔形成、且螺纹孔与极柱的外螺纹相适配；以及引出端，用于从壳体穿出。模组正极单体和模组负极单体经由所述外螺纹和螺纹孔而与模组导柱相连，所述相连牢靠且组装省时省力。

权利要求

1.一种超级电容器模组，包括：

壳体；以及

超级电容器模块，与所述壳体相适配、且位于所述壳体内部、并由所述壳体密封；

所述超级电容器模块包括：

多个超级电容器单体，串联和/或并联连接，所述多个超级电容器单体包括将与外部电连接的用于输入和/或输出能量的模组正极单体和模组负极单体，所述模组正极单体和模组负极单体具有将与外部电连接的极柱；以及模组导柱，用以输入和/或输出能量，与所述模组正极单体和模组负极单体电连接；

其特征在于，

所述模组正极单体和模组负极单体的用于与外部对应电连接的极柱表面设置有外螺纹；

所述模组导柱包括：连接端，具有将用于与所述模组正极单体和模组负极单体的设置有外螺纹的极柱相连的螺纹孔，所述螺纹孔从所述连接端的端面始沿所述模组导柱的轴向而向所述模组导柱内部开孔形成、且所述螺纹孔与所述极柱的所述外螺纹相适配；以及引出端，用于从所述壳体穿出；

所述模组正极单体和模组负极单体经由所述设置外螺纹的所述极柱而旋入所述模组导柱的所述螺纹孔内而与所述模组导柱相连；

其中，所述壳体上设置有供所述模组导柱的所述引出端穿出的开口，所述模组导柱的所述引出端套设有用于使所述模组导柱与所述壳体相绝缘的绝缘套，所述绝缘套内设置有与所述模组导柱形状相适配且供所述模组导柱穿出的绝缘套内孔，所述绝缘套内孔与所述模组导柱之间设置有间隙，所述模组导柱的所述引出端穿过该绝缘套内孔与所述壳体绝缘连接。

2.根据权利要求1所述的超级电容器模组，其特征在于，在所述绝缘套内孔与所述模组导柱的所述引出端之间的所述间隙中灌设有绝缘胶体。

3.根据权利要求2所述的超级电容器模组，其特征在于，在所述模组导柱表面还包覆有耐热胶纸，所述耐热胶纸处于所述模组导柱与所述绝缘胶体之间。

4.根据权利要求2所述的超级电容器模组，其特征在于，沿所述绝缘套内孔的顶面周边开有导槽，所述导槽与所述绝缘套内孔相连通以供所述绝缘胶体流入所述间隙内。

5.根据权利要求4所述的超级电容器模组，其特征在于，所述导槽为间隔均匀设置在所述绝缘套内孔顶面周边处的多个小槽，或所述导槽为设置在所述绝缘套内孔顶面周边的与所述绝缘套内孔连通的环形槽.

6.根据权利要求1-5中任一项所述的超级电容器模组，其特征在于，在靠近所述模组正极单体和模组负极单体的所述设置有外螺纹的极柱表面上还设置有温控开关或热敏电阻。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的超级电容器模组，其特征在于，在所述模组导柱上还设置有温控开关或热敏电阻。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的超级电容器模组，其特征在于，所述模组正极单体和模组负极单体为接外单体，处于所述接外单体之间的其他所述超级电容器单体为中间单体，在所述模组导柱和/或所述中间单体上分别还设置有用以监控所述超级电容器模组温度的温控开关或热敏电阻。

说明书

超级电容器模组

技术领域

[0001] 本发明涉及一种能量储存装置，尤其涉及一种超级电容器模组。

背景技术

[0002] 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。

[0003] 超级电容器，其具有价格低廉、储能容量大、清洁无污染等多种优点；但由于超级电容器单个单体的工作电压较低，在电动自行车、新能源汽车等新能源领域很难得到应用，为了提高其输出电压，进一步增加其容量，或使二者达到最大，通常需要通过多个超级电容器相串联和/或并联形成超级电容器模组，进而提高其工作电压和容量。

[0004] 由于电化学电池功率性能较差，在电动自行车、新能源汽车启动、爬坡或路况不好等情况下，电化学电池持续的大功率放电，电化学电池内部温度会迅速升高，致使其的寿命迅速衰减，正是由于上述电化学电池自身难以克服的缺陷，在新能源领域限制了电化学电池的发展，而由多个超级电容器串联和/或并联形成超级电容器模组，由于具有充放电速度快、功率密度高以及循环使用寿命长等优点，在电动自行车、新能源汽车等领域，与电化学电池相结合使用时，能克服电化学电池所存在的技术缺陷，因此，超级电容器模组在新能源技术领域，应用越来越广泛。

[0005] 超级电容器模组通常包括多个相串联或/并联的超级电容器形成的模块和用以固定密封所述模块的壳体。为了能对超级电容器模组进行充电并使超级电容器模组所储存的能量对外输出（放电），超级电容器模组通常设置有用以输出或输入能量的模组导柱，该模组导柱通常从形成超级电容器模块的超级电容器单体引出，其与超级电容器单体正负极极柱相连时，通常使模组导柱套入电容器单体正负极极柱中，然后通过铆接的方式使其固定；但在使用过程中发现，该种结构的超级电容器模组在受到多次震动或撞击时，该超级电容器模组的模组导柱和超级电容器单体的正负极极柱之间的连接很容易产生松动，在输出能量时，如遇震动或撞击时，模组导柱与超级电容器单体正负极极柱的连接位置就会产生电火花，进而使超级电容器模组产品功能下降，严重时将使超级电容器模组产生异常发热，导致超级电容器燃烧等安全事故的发生；另外，该种结构的超级电容器模组在装配时，由于要使模组导柱套入超级电容器单体的极柱内而后才实施铆接等工艺，故其装配工艺费时、费力，因此，有必要对此种结构形式的超级电容器模组结构进行改进。

发明内容

[0006] 鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种超级电容器模组，其模组导柱与相应超级电容器单体的极柱的连接牢靠，在受到多次震动或撞击使用，模组导柱与超级电容器单体的极柱之间的连接不会产生松动，且其组装工艺省时、省力。

[0007] 本发明的另一目的在于提供一种超级电容器模组，其便于超级电容器模组拆卸。

[0008] 本发明的再一目的在于提供一种超级电容器模组，其能提升超级电容器模组的安全性能。

[0009] 为了达到上述目的，本发明提供了一种超级电容器模组，包括：壳体；以及超级电容器模块，与所述壳体相适配、且位于所述壳体内部、并由所述壳体密封。其中，所述超级电容器模块包括：多个超级电容器单体，串联和/或并联连接，所述多个超级电容器单体包括将与外部电连接的用于输入和/或输出能量的模组正极单体和模组负极单体，所述模组正极单体和模组负极单体具有用于与外部电连接的极柱；以及模组导柱，用以输入和/或输出能量，与所述模组正极单体和模组负极单体电连接。所述模组正极单体和模组负极的用于与外部对应电连接的极柱表面设置有外螺纹。所述模组导柱包括：连接端，具有将用于与所述模组正极单体和模组负极单体的设置有外螺纹的极柱相连的螺纹孔，所述螺纹孔从所述连接端的端面始沿所述模组导柱的轴向而向所述模组导柱内部开孔形成、且所述螺纹孔与所述极柱的所述外螺纹相适配；以及引出端，用于从所述壳体穿出。所述模组正极单体和模组负极单体经由所述设置外螺纹的所述极柱而旋入所述模组导柱的所述螺纹孔内而与所述模组导柱相连；所述壳体上设置有供所述模组导柱的所述引出端穿出的开口，所述模组导柱的所述引出端套设有用于使所述模组导柱与所述壳体相绝缘的绝缘套，所述绝缘套内设置有与所述模组导柱形状相适配且供所述模组导柱穿出的绝缘套内孔，所述绝缘套内孔与所述模组导柱之间设置有间隙，所述模组导柱的所述引出端穿过该绝缘套内孔与所述壳体绝缘连接。

[0010] 在根据本发明所述的超级电容器模组中，优选地，在所述绝缘套内孔与所述模组导柱的所述引出端之间的所述间隙中灌设有绝缘胶体。

[0011] 在根据本发明所述的超级电容器模组中，优选地，在所述模组导柱表面还包覆有耐热胶纸，所述耐热胶纸处于所述模组导柱与所述绝缘胶体之间。

[0012] 在根据本发明所述的超级电容器模组中，优选地，沿所述绝缘套内孔的顶面周边开有导槽，所述导槽与所述绝缘套内孔相连通以供所述绝缘胶体流入所述间隙内。

[0013] 在根据本发明所述的超级电容器模组中，优选地，所述导槽为间隔均匀设置在所述绝缘套内孔顶面周边处的多个小槽，或所述导槽为设置在所述绝缘套内孔顶面周边的与所述绝缘套内孔连通的环形槽。

[0014] 在根据本发明所述的超级电容器模组中，优选地，在靠近所述模组正极单体和模组负极单体的所述设置有外螺纹的极柱表面上还可设置有温控开关或热敏电阻；或者在所述模组导柱上还可设置有温控开关或热敏电阻；或者在所述模组导柱和/或所述中间单体上分别还设置有用以监控所述超级电容器模组温度的温控开关或热敏电阻，其中，所述模组正极单体和模组负极单体为接外单体，处于所述接外单体之间的其他所述超级电容器单体为中间单体。

[0015] 本发明的有益效果如下：

[0016] （1）由于本发明的模组导柱和超级电容器的模组正极单体和模组负极单体之间采用螺纹连接，故可避免传统超级电容器模组中模组导柱与超级电容器的模组正极单体和模组负极单体的极柱之间因采用铆接而容易产生松动的技术缺陷，且，采用螺纹连接，只需对应把超级电容器的模组正极单体和模组负极单体的极柱旋入模组导柱内，即实现了连接，装配工艺非常简单，且省时、省力；由于超级电容器极柱和模组导柱之间为螺纹连接，且相对传统铆接工艺，连接可靠，且可避免因剧烈震动或撞击导致其连接松动，故也避免了因松动而引起的超级电容器极柱和模组导柱之间产生的电火花现象；进而使超级电容器模组产品功能和安全性能得到了进一步的提升。

[0017] （2）由于本发明的绝缘套和模组导柱的引出端之间留设有间隙，在使绝缘套与模组导柱相连时，可使模组导柱很容易穿设于绝缘套中，避免了传统超级电容器模组在使绝缘套和模组相连时，因绝缘套和模组导柱连接配合较紧密，需要反复扭动模组导柱方可使模组导柱穿入绝缘套中，提高了装配效率，且可避免因反复扭动模组导柱而导柱与其相连的超级电容器单体的极柱因受力较大而损坏的技术缺陷。

[0018] （3）由于在绝缘套内表面与模组导柱引出端之间空隙内灌设有绝缘胶体，该绝缘胶体可使绝缘套和模组导柱之间连接的更牢固。

[0019] （4）由于在模组导柱上包覆有耐热胶纸，且在模组需要进行拆卸时，可很方便的对其拆卸。

[0020] （5）由于在超级电容器模组中还设置有温控开关或热敏电阻，该温控开关或热敏电阻可在模组导柱上的温度出现异常时，对外输出报警信号，进而防止安全问题的出现，使模组的安全性能得到提升。

附图说明

[0021] 图1为根据本发明的超级电容器模组的立体结构示意图；

[0022] 图2为根据本发明的超级电容器模块的立体结构示意图，其中去掉壳体的上盖以及绝缘套；

[0023] 图3为根据本发明的超级电容器的接外单体的立体结构示意图；

[0024] 图4为根据本发明的模组导柱的立体结构示意图；

[0025] 图5为根据本发明的模组导柱的另一角度的立体结构示意图；

[0026] 图6为根据本发明的绝缘套的立体结构示意图；

[0027] 图7为根据本发明的模组导柱和超级电容器相连时的立体结构示意图。

[0028] 其中，附图标记说明如下：

[0029] 1壳体 2超级电容器模块 21接外单体

[0030] 22中间单体 211极柱 3模组导柱

[0031] 31连接端 32引出端 311螺纹孔

[0032] 4绝缘套 41绝缘套内孔 43导槽

[0033] 5连接片 6间隙

具体实施方式

[0034] 下面参照附图说明根据本发明的超级电容器模组。

[0035] 参照图1和图2，根据本发明的超级电容器模组包括：壳体1；以及超级电容器模块2，与壳体1相适配、且位于壳体1内、并由壳体1密封。

[0036] 超级电容器模块2包括多个超级电容器单体，所述多个超级电容器单体可串联和/或并联。其中，所述多个超级电容器单体包括将与外部电连接的用于输入和/或输出能量的模组正极单体和模组负极单体（在此，可以定义为接外单体）。其中，处于接外单体之间的其他超级电容器单体可以定义为中间单体。在图4中，接外单体标示为附图标记21，中间单体标示为附图标记22。本发明的各超级电容器单体均具有正极极柱和负极极柱，正极极柱和负极极柱可设置在该超级电容器单体的同一端或分别设置在该超级电容器单体的相对两端。

[0037] 如图3所示，各接外单体21的与外部对应电连接的一个极柱（即正极极柱或负极极柱）211的表面设置有外螺纹。

[0038] 参照图4和图5，为了对超级电容器模组进行能量输入（充电）或对外输出能量（或放电），超级电容器模块2还包括与各接外单体21电连接的用以输入和/或输出能量的模组导柱3。

[0039] 模组导柱3包括：连接端31，将经由螺纹孔311与相应接外单体21的带有外螺纹的极柱211相连，螺纹孔311从连接端31的端面始沿模组导柱3的轴向而向模组导柱3内部开孔形成、且螺纹孔311与极柱211的外螺纹相适配；以及引出端32，用于从壳体1穿出。

[0040] 当对应的模组导柱3与接外单体21相连时，把极柱211对应旋入图4或图5中的螺纹孔311内，即可实现对应的模组导柱3与接外单体21之间连接。

[0041] 由于对应的模组导柱3与接外单体21在连接时只需对应地把接外单体21的设置有外螺纹的极柱211旋入对应模组导柱3内，即实现了连接，其装配工艺简单，且省时、省力；由于超级电容器模组的接外单体21的设置有外螺纹的极柱211和对应模组导柱3之间为螺纹连接，且相对传统铆接工艺，连接更加可靠，可避免在使用过程中因剧烈震动而松动的现象，进一步提升了超级电容器模组的安全性能。

[0042] 参照图1，为使模组导柱3在与接外单体相连后从壳体1上引出，壳体1上设置有供模组导柱3的引出端32穿出的开口（未示出）。

[0043] 参照图和图6和图7，为了使模组导柱3经由从壳体1上的所述开口引出时与壳体1绝缘，模组导柱3的引出端32套设有绝缘套4，绝缘套4外表面与壳体1的所述开口相匹配，绝缘套4内设置有与模组导柱3形状相适配且供模组导柱3穿出的绝缘套内孔41，模组导柱3通过穿入绝缘套内孔41内而通过绝缘套4与壳体1相绝缘。

[0044] 为了使模组导柱3很容易穿设于绝缘套4中，绝缘套内孔41与模组导柱3之间设置有间隙6，间隙的大小可依据实际生产需求来定。在使绝缘套4与模组导柱3相连时，避免了传统超级电容器模组在使绝缘套4和模组导柱3相连时，因绝缘套4和模组导柱3连接配合较紧密，需要反复扭动模组导柱3方可使模组导柱3穿入绝缘套4中，提高了装配效率，且可避免因模组导柱3穿设于绝缘套4时，因配合较紧，而需反复扭动模组导柱3，进而使其相连的超级电容器单体的极柱因受力较大而损坏。

[0045] 为了使模组导柱3的引出端32与绝缘套4的连接牢固，在绝缘套内孔41与模组导柱3的引出端32的间隙6之间灌设有绝缘胶体（未示出）。所述绝缘胶体优选为环氧树脂，当然也可以是其它如硅胶等材料。

[0046] 为方便进行灌胶，在沿绝缘套内孔41的顶面周边开有导槽43，导槽43与绝缘套内孔41连通，以供绝缘胶体流入到间隙6内。优选地，导槽43均匀间隔设置在绝缘套内孔41顶面周边处的多个小槽，在图6中为四个。在替代实施例中，可在绝缘套内孔顶面周边设置与绝缘套内孔41连通的环形槽。这样，在灌胶时，可从导槽43内注入，使绝缘胶体流入间隙6内，提高了灌胶的效率。

[0047] 此外，为了方便后续进行拆卸模组导柱3，在模组导柱3表面还可先包覆有耐热胶纸，然后模组导柱3和绝缘套4之间通过所述绝缘胶体密封牢固后，从而在灌胶之后，所述耐热胶纸处于模组导柱3与所述绝缘胶体之间。

[0048] 为了实现所述多个超级电容器单体之间的串联和/或并联，除了接外单体21的与外部电连接的极柱211之外，接外单体21的不与外部电连接的极柱以及中间单体22的极柱之间的电连接通过连接片5而彼此电连接。

[0049] 为了检测超级电容器模组的工作安全状况，在靠近各接外单体21的带有外螺纹的极柱211表面上还设置有温控开关或热敏电阻（图未示），所述温控开关或热敏电阻用以监控接外单体的温度。所述温控开关或热敏电阻在接外单体21上的温度出现异常时，对外输出报警信号，进而防止安全问题的出现，使超级电容器模组的安全性能得到提升。优选地，所述温控开关或热敏电阻可设置在接外单体21的与连接端31相对的表面上。

[0050] 在一个实施例中，所述温控开关或热敏电阻可设置在超级电容器的接外单体21的对应模组导柱3上，这样模组导柱3的温度变化会传导至相应接外单体21，同样可以监控接外单体21的温度变化，可达到相同的技术效果。优选地，所述温控开关或热敏电阻可设置在模组导柱3的连接端31的与接外单体21相对的表面上。

[0051] 在一个实施例中，所述温控开关或热敏电阻可设置在超级电容器的接外单体21的不与外部电连接的极柱上或者设置在中间单体22上的正极极柱或负极极柱上，这样，可达到相同的技术效果。

[0052] 在一个实施例中，优选设置三个温度开关或热敏电阻。所述三个温度开关或热敏电阻用于分别监控模组两个接外单体21和中间单体22的温度，所述三个温控开关或热敏电阻在两个接外单体21和中间单体22上的任何一点温度出现异常时，对外输出报警信号，进而防止安全问题的出现，使超级电容器模组的安全性能得到提升。