一种超级电容模组固定装置

摘要

本发明公开了一种超级电容模组固定装置，包括底板和顶板，所述底板和所述顶板形成用以放置多个横纵交错的超级电容单体的容纳结构；还包括多个用以将全部超级电容单体进行串/并联的绝缘组件以及与全部所述绝缘组件相连、用以采集每个超级电容单体信号的监控设备。本发明所提供的超级电容模组固定装置结构简单、装拆方便，且信号的采集性能好。

权利要求

1.一种超级电容模组固定装置，其特征在于，包括底板(2)和顶板(3)，所述底板(2)和所述顶板(3)形成用以放置多个横纵交错的超级电容单体(1)的容纳结构；还包括多个用以将全部超级电容单体(1)进行串/并联的绝缘组件以及与全部所述绝缘组件相连、用以采集每个超级电容单体(1)的信号的监控设备(7)；

任一所述绝缘组件均设有用以与所述监控设备(7)可拆卸连接的线缆(73)；所述绝缘组件具体为位于所述顶板(3)两侧的边缘输出组件(5)以及多个位于两个所述边缘输出组件(5)之间的中间输出组件(4)；

任一所述中间输出组件(4)具有多个用以将横向相邻的两个超级电容单体(1)串联的串联支路(41)、以及多个用以将串联后的超级电容单体(1)在纵向并联的并联支路(42)；

所述边缘输出组件(5)具有用以将位于纵向边缘的全部超级电容单体(1)串联的汇总支路(54)，且所述汇总支路(54)具有用以与所述顶板(3)的凸形台阶(34)卡接的限位孔(52)，位于所述限位孔(52)的外侧还设有用以与外部电路连接的输出孔(53)；

所述监控设备(7)通过所述线缆(73)与经串/并联后的所述中间输出组件(4)和所述边缘输出组件(5)相连，所述监控设备(7)采集每个超级电容单体(1)中的信号，以便了解各超级电容单体(1)内的电量使用情况，方便对低电量的超级电容单体(1)进行更换；

任一所述绝缘组件均设有用以遮盖超级电容单体(1)的极柱端面的螺栓绝缘盖(44)，以及用以包裹超级电容单体(1)的极柱侧壁的极柱包裹层(45)；

位于所述串联支路(41)与所述并联支路(42)上、任意相邻的两个所述极柱包裹层(45)之间具有用以调节所述中间输出组件(4)高度的第一调节凸起(43)；位于所述汇总支路(54)上、所述极柱包裹层(46)与所述输出孔(53)之间具有用以调节所述边缘输出组件(5)高度的第二调节凸起(51)。

2.根据权利要求1所述的超级电容模组固定装置，其特征在于，所述底板(2)设有多个均匀分布、用以支撑超级电容单体(1)的支撑架(23)；所述顶板(3)设有多个均匀分布、用以将各个超级电容单体(1)间隔放置的放置槽(31)。

3.根据权利要求1或2所述的超级电容模组固定装置，其特征在于，所述底板(2)具有用以与所述顶板(3)形成容纳结构的支撑柱(22)；在横向方向上的两根所述支撑柱(22)均设有用以供所述监控设备(7)沿垂向滑移的滑动导轨(8)，所述滑动导轨(8)通过紧固件固定于所述底板(2)的支撑柱(22)上。

4.根据权利要求3所述的超级电容模组固定装置，其特征在于，所述底板(2)和所述顶板(3)之间连接有位于中部边缘、用以加强两者之间强度的拉杆(6)，所述拉杆(6)具有垂向柱(61)以及位于所述垂向柱(61)底端的横档部(62)，所述横档部(62)插嵌于所述底板(2)的方形埋头孔(24)中。

5.根据权利要求4所述的超级电容模组固定装置，其特征在于，所述顶板(3)两侧设有对称的开口向外的弧形吊耳(33)。

6.根据权利要求5所述的超级电容模组固定装置，其特征在于，所述顶板(3)的底面设有位于所述顶板(3)与超级电容单体(1)之间的密封条(9)。

说明书

一种超级电容模组固定装置

技术领域

[0001] 本发明涉及电子储能技术领域，特别涉及一种超级电容模组固定装置。

背景技术

[0002] 超级电容模组是一种广泛应用在有轨车辆、无轨车辆等设备中的储能装置。

[0003] 现有技术中，超级电容模组主要由超级电容单体、模组框架、隔离板、侧板，以及拉杆等众多零部件组成。由于现有技术中超级电容模组的零部件数量较多，使得超级电容模组的安装和拆卸工序复杂化，检修时非常耗时。

[0004] 此外，现有技术中，电源监控设备通常安装在超级电容模组的上部，通过安装在每个超级电容单体上的螺栓来采集超级电容单体的信号。在安装或检修时，需要安装或拆下每一颗螺栓，费时费力，并且螺栓安装的紧固程度将直接影响信号的采集性能。

[0005] 因此，如何提高超级电容单体的信号采集性能、优化超级电容模组固定装置的结构，使其方便安装和检修，是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供一种超级电容模组固定装置，其结构简单，装拆方便，且信号采集性能好。

[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供一种超级电容模组固定装置，包括底板和顶板，所述底板和所述顶板形成用以放置多个横纵交错设置的超级电容单体的容纳结构；还包括多个用以将全部超级电容单体进行串/并联的绝缘组件以及与全部所述绝缘组件相连，用以采集每个所述超级电容单体的信号的监控设备。

[0008] 优选的，所述底板设有多个均匀分布，用以支撑超级电容单体的支撑架；所述顶板设有多个均匀分布、用以将各个超级电容单体间隔放置的放置槽。

[0009] 优选的，任一所述绝缘组件均设有用以与所述监控设备可拆卸连接的线缆；所述绝缘组件具体为位于所述顶板两侧的边缘输出组件以及多个位于两个所述边缘输出组件之间的中间输出组件；

[0010] 任一所述中间输出组件具有多个用以将横向相邻的两个超级电容单体串联的串联支路，以及多个用以将串联后的超级电容单体在纵向上并联的并联支路；

[0011] 所述边缘输出组件具有用以将位于纵向边缘的全部超级电容单体串联的汇总支路，且所述汇总支路具有用以与所述顶板的凸形台阶卡接的限位孔，位于所述限位孔的外侧还设有用以与外部电路连接的输出孔。

[0012] 优选的，任一所述绝缘组件均设有用以遮盖超级电容单体的极柱端面的螺栓绝缘盖，以及用以包裹超级电容单体的极柱侧壁的极柱包裹层。

[0013] 优选的，位于所述串联支路与所述并联支路上、任意相邻的两个所述极柱包裹层之间具有用以调节所述中间输出组件高度的第一调节凸起；位于所述汇总支路上、所述极柱包裹层与所述输出孔之间具有用以调节所述边缘输出组件高度的第二调节凸起。

[0014] 优选的，所述底板具有用以与所述顶板形成所述容纳结构的支撑柱；在横向方向上的两根所述支撑柱均设有用以供所述监控设备沿垂向滑移的滑动导轨，且所述滑动导轨通过紧固件固定于所述底板的支撑柱上。

[0015] 优选的，所述底板和所述顶板之间连接有位于中部边缘、用于加强两者之间强度的拉杆，所述拉杆具有垂向柱以及位于所述垂向柱底端的横档部，所述横档部插嵌于所述底板的方形埋头孔中。

[0016] 优选的，所述顶板两侧设有对称的开口向外的弧形吊耳。

[0017] 优选的，所述顶板的底面设有位于所述顶板与超级电容单体之间的密封条。

[0018] 相对于现有技术，本发明所提供的超级电容模组固定装置，包括多个将超级电容单体进行串/并联的绝缘组件，可将横向相邻的两个超级电容单体进行串联连接、纵向相对的超级电容单体进行并联连接，以及将位于两侧的超级电容单体进行汇总连接，实现了各超级电容单体的全连接。由于，绝缘组件均设有线缆，并采用插拔式的电连接方式连接到监控设备上，使得监控设备通过绝缘组件对各个超级电容体中电量信号进行采集。

[0019] 本发明所提供的通过采集绝缘组件上的信号来实现对所有超级电容单体中的信号进行采集的方式，代替了现有技术中通过螺栓来采集信号的方式，简化了采集过程，提高了采集性能的稳定性。在进行监控设备的安装或检修时，只需拔掉电源连接器，拆卸紧固件即可，其结构简单、拆卸方便。

[0020] 此外，将超级电容单体串/并联连接的同时，由于绝缘组件表面包裹有绝缘层，可以将超级电容单体裸露在外的带电部分覆盖掉，提高了超级电容模组操作的安全性。

附图说明

[0021] 图1为本发明所提供的超级电容模组固定装置的主视示意图；

[0022] 图2为图1的左视示意图；

[0023] 图3为图1的俯视示意图；

[0024] 图4为图3中去掉螺栓绝缘盖后超级电容模组固定装置的示意图；

[0025] 图5为图3中中间输出组件的俯视示意图；

[0026] 图6为图5的左视示意图；

[0027] 图7为图3中边缘输出组件的俯视示意图；

[0028] 图8为图7的左视示意图；

[0029] 图9为图1中底板的俯视示意图；

[0030] 图10为图9的主视示意图；

[0031] 图11为图9的左视示意图；

[0032] 图12为图10的A向示意图；

[0033] 图13为图1中拉杆的主视示意图；

[0034] 图14为图1中顶板的俯视示意图；

[0035] 图15为图1中顶板的主视示意图；

[0036] 图16为图1中顶板的左视示意图；

[0037] 图17为图15中顶板的A向示意图。

具体实施方式

[0038] 本发明的核心是提供一种超级电容模组固定装置，其结构简单、装拆方便，且信号采集性能稳定。

[0039] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

[0040] 下面以3并6串超级电容模组的排列方式为例，说明本发明方案。请参考图1至图3，图1为本发明所提供的超级电容模组固定装置的主视示意图；图2为图1的左视示意图；图3为图1的俯视示意图。

[0041] 需要说明的是，本文中，横向是指以说明书附图3为例，沿左右两端延伸的方向；纵向是指以说明书附图3为例，沿上下两端延伸的方向；垂向是指以说明书附图1为例，沿上下两端延伸的方向；此外，中间输出组件的高度方向即为垂向。

[0042] 本发明实施例所提供的超级电容模组固定装置包括底板2和顶板3，该底板2和顶板3相互配合，形成可以放置超级电容单体1的容纳结构。为使超级电容单体1稳定、牢固地放置在容纳结构中，容纳结构的截面形状可以依据超级电容单体1的外部形状来设计，底板2和顶板3上的容纳结构的基本尺寸为超级电容单体1的基本尺寸，且留有一定的安装公差。
超级电容单体1放置在底板2和顶板3上的容纳结构后，用螺栓和垫圈将安装在底板2上的支撑柱22连接到顶板3上。

[0043] 本发明所提供的超级电容模组固定装置还包括连接和导通各个独立的超级电容单体1的多个绝缘组件，多个绝缘组件的设置方式如说明书附图4所示，绝缘组件将横向相邻的两个超级电容单体1串联连接后形成串联支路41，再将纵向相对的两个超级电容单体1连接起来，构成并联支路42。由于绝缘组件由绝缘层包裹，可将超级电容单体1上裸露的带电部位覆盖住，提高了操作的安全性，如图4所示。

[0044] 本发明实施例所提供的超级电容模组固定装置还包括监控设备7，该监控设备7安装在超级电容模组侧面的支撑柱22上，通过线缆73与经串/并联后的中间输出组件4和边缘输出组件5相连，使监控设备7采集到每个超级电容单体1中的信号、以便了解各超级电容单体1内的电量使用情况，方便对低电量的超级电容单体1进行更换。

[0045] 如图3所示，用于连接超级电容单体1的绝缘组件具体为位于顶板3两侧的边缘输出组件5和位于两个边缘输出组件5之间的中间输出组件4。其中，中间输出组件4具有多个用以将横向相邻的两个超级电容单体1串联的串联支路41，以及多个用以将串联后的超级电容单体1在纵向上并联的并联支路42；边缘输出组件5具有用以将位于纵向边缘的全部超级电容单体1串联的汇总支路54。每一绝缘组件都设有用于与监控设备7可拆卸连接的线缆73，通过插拔式的电连接方式将绝缘组件连接到监控设备7上，使监控设备7通过采集中间输出组件4和边缘输出组件5上的信号就可实现对所有超级电容单体1中的信号进行采集。

[0046] 需要说明的是，绝缘组件上引出的线缆73可以采用压线环的方式固定在顶板3上，也可以采用焊接方式与绝缘组件一体成型。

[0047] 中间输出组件4可以为W型绝缘铜排，边缘输出组件5可以为T型绝缘铜排，如图5至图8所示。绝缘组件表面均包裹有绝缘材料。中间输出组件4设有螺栓绝缘盖44和极柱包裹层45，螺栓绝缘盖44用于遮盖超级电容单体1的极柱顶部的螺栓，极柱包裹层45用于遮盖超级电容单体1的极柱侧壁，使极柱无裸露的带电部分。中间输出组件4中央设有调节其垂向方向高度的第一调节凸起43，螺栓锁紧时，通过调节锁紧力调节超级电容单体1的高度差。此外，中间输出组件4可以采用一体注塑成型；边缘输出组件5的中央同样设有调节超级电容单体1垂向方向高度，以及防止安装过程中紧固扭矩力传递到超级电容单体1的极柱上的第二调节凸起51，并设有用以与顶板3的凸形台阶34卡接的限位孔52，限位孔52与顶板3上表面的凸形台阶34卡接，将边缘输出组件5固定在顶板3上。此外，位于限位孔52的外侧还设有输出孔53，用以连接外部电路。

[0048] 当然，中间输出组件4和边缘输出组件5的形状不仅限于W型和T型的形状，还可以为其他任意形状，只要能够实现各超级电容单体1间的串/并联连接功能即可。

[0049] 如图9至图12所示。其中，图9所示的底板2采用完全对称的结构，其上设有多个支撑架23，用以放置超级电容单体1，支撑架23具有通孔21，多个支撑架23相互连接，形成具有均匀分布的通孔21的支撑结构。

[0050] 如图10和图11所示，底板2上还安装有4根支撑柱22，通过焊接等形式使支撑柱22的一端固定在底板2上，另一端通过螺栓等紧固件固定在顶板3上，使底板2和顶板3形成可放置超级电容单体1的容纳结构。此外，位于横向方向上相邻的两根支撑柱22上安装有用以引导和固定监控设备7的滑动导轨8，滑动导轨8沿垂向方向向上安装，滑动导轨8和支撑柱22上分别设有相对应的螺栓孔81和25，通过螺栓将滑动导轨8固定到横向两支撑柱22上，再将监控设备7插入滑动导轨8内，锁紧监控设备7与顶板3间的螺栓71。

[0051] 当然，底板2也可以采用非对称结构，支撑柱22的截面形状、数量、安装位置以及安装形式都不只一种情况，只要实现其连接和支撑功能即可。同样的，导轨的类型也不仅限于滑动导轨，其连接方式也不仅限于螺栓连接，具体还可为卡接等其他可拆卸连接，或者焊接等连接形式来代替上述螺栓连接。

[0052] 请参考图12，图12为图10的A向示意图。底板2前后两侧的中部边缘位置设有对称的方形埋头孔24，可安装用于加强底板2和顶板3之间连接强度的拉杆6。其中，中部边缘是指底板2的横向中部靠近边缘的位置。

[0053] 请参考图13，图13为图1中拉杆6的主视示意图。拉杆6可以为T型拉杆，其具有垂向柱61以及横档部62，垂向柱61的顶端设有螺纹，通过与螺母配合，将拉杆6连接到顶板3上。垂向柱61的底端垂直设置横档部62，横档部62为板状结构，插嵌于底板2的方形埋头孔24中。垂向柱61的截面形状可为圆形、方形或三角形等形状。

[0054] 当然，拉杆6不限于T型拉杆，埋头孔24的形状也不仅限于方形，数量可以为多个，只要实现连接底板2和顶板3的连接功能即可。此外，拉杆6的连接形式方式也不限于螺栓连接，还可以为其他可拆卸的连接形式。

[0055] 请参考图14至图16。其中，图14为图1中顶板的俯视示意图，顶板3上设置有多个均匀分布的、用以放置超级电容单体1的放置槽31。在超级电容单体为3并6串的实施例中，放置槽31具体为3行6列均匀分布的方形通槽；顶板3上与底板2的4根支撑柱22接触处设有凹形限位缺口32，用于限位和固定4根支撑柱22，如图15所示；顶板3上与边缘输出组件5上的限位孔52的相对应位置设计有凸形台阶34，凸形台阶34与限位孔52卡接，实现对边缘输出组件5的固定，如图16所示；顶板3与超级电容单体1之间的底面设置有单面粘贴的密封条9，以降低超级电容单体1施加在顶板3上的作用力。此外，顶板3的两侧还设有对称的开口向外的弧形吊耳33，用于吊装电容模组固定装置，如图17所示。

[0056] 可以想到，顶板3上的放置槽31不仅限于方形通槽，可以为其他形状的通槽或凹槽，也可以不均匀分布，其位置应根据超级电容单体1的具体位置来设定。

[0057] 顶板3上可以采用限位块、挂钩等其他结构形式，同样能实现对边缘输出组件5的固定。

[0058] 此外，上述弧形吊耳33的形状可以有T型、半圆形、圆形等多种形状，也可以采用焊接吊钩等其他安装形式，无论采用何种形式的吊耳，只要实现吊装功能即可。

[0059] 固定装置安装前，先将滑动导轨8安装在支撑柱22上；然后，将安装在底板2前后两侧的拉杆6从底板2上的方形埋头孔24自下而上从底板2穿出；将各超级电容单体1依次正立放置在底板2的支撑架23上，盖上顶板3，使超级电容单体1置于顶板3的放置槽31内，锁紧螺母，使拉杆6和顶杆3相连接；安装中间输出组件4和边缘输出组件5；再将监控设备7插入滑动导轨8中，锁紧滑动导轨8与顶板3上连接的螺栓，形成固定装置。

[0060] 超级电容模组的排列不仅限于上述3并6串的排列方式，还可以采用单串、2并8串、3并8串、......n并m串等排列方式。

[0061] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

[0062] 以上对本发明所提供的一种超级电容模组固定装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围。