一種基於鋰離子電容器的電源裝置的製作方法

2023-09-19 16:20:25 3

本發明涉及一種電源裝置，具體是基於鋰離子電容器的電源裝置。

背景技術：

隨著現代社會的發展，超級電容器以功率密度大、安全性好、循環壽命長、無汙染等特點，逐漸成為電動汽車、中大型儲能產品使用的新能源動力。特別地，鋰離子電容器作為一種新型的超級電容器，其彌補了原有超級電容器能量密度低、自放電率高的缺陷，成為新能源領域關注的焦點。

目前，超級電容器作為電源裝置，由於能量密度低，因此設計裝置的體積龐大。其次設計裝置對於氣流走向方面的考慮較少，模組排列相對雜亂。氣流通過進風孔進入模組後流動沒有規律，因此經過出風孔流出的氣流流量不均勻，從而導致模組間散熱不均勻，更為甚者，同一模組中的單體散熱也不均勻。然而，溫度變化對超級電容器的性能產生一定的影響。溫度過高，超級電容器的性能降低。此外，模組中單體溫度不均勻，往往由於個別單體溫度過高而導致模組整體壽命縮短。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是，提供一種溫差較低的基於鋰離子電容器的電源裝置，可以解決模組之間氣流不均勻而造成的溫度差異，從而延長模組的壽命。

為解決上述技術問題，本發明所述的基於鋰離子電容器的電源裝置，包括頂部帶箱蓋的箱體，箱體內排列有若干個串聯的鋰離子電容器模組，該裝置還包括兩端分別與鋰離子電容器模組的總正極和總負極連通的主控bms板，主控bms板還連接從控bms板，所述主控bms板和從控bms板分別安裝在主控bms板控制盒和從控bms板控制盒內，主控bms板控制盒和從控bms板控制盒縱向設置於箱體內部居中位置，將若干個串聯的鋰離子電容器模組分成左右兩列；所述鋰離子電容器模組的總負極還連接電流傳感器，該電流傳感器通過一個熔斷器與設置在箱體右側的負極輸出端子連接，主控bms板通過該電流傳感器9連通鋰離子電容器模組6的總負極；鋰離子電容器模組的總正極連接兩個並聯的繼電器，並分別通過一個熔斷器與設置在箱體右端面的正極輸出端子連接；所述箱體右端面的正極輸出端子上方設置有用於信號輸出的航空插座；所述箱體的前側為箱體前端面，箱體前端面安裝有連通箱體內部的風機，風機由從控bms板控制其啟動或停止；箱體的後側為箱體後端面，在該箱體後端面上設置有百葉窗型的進風口，保證空氣進入電源裝置的同時防水防塵。負極輸出端子與正極輸出端子不僅位於箱體同一側面，而且位置儘量靠近，以方便使用。

進一步地，所述箱體的箱體前端面上左右各設置有一個呈立體結構的風機擋板，風機擋板一側緊貼在箱體前端面上，另一側開設有風機安裝口，風機安裝於該風機安裝口內，並與箱體內側連通。

進一步地，每個風機擋板上開設有兩個風機安裝口。

進一步地，所述箱體前端面上位於兩個風機擋板之間的位置設置有可控制位於主控bms板控制盒和從控bms板控制盒兩側的鋰離子電容器模組之間的通斷的檢修開關。

進一步地，所述箱體的底部箱體底部的內側面設置有若干加強筋，加強筋上開設有若干模組定位孔。

進一步地，每個鋰離子電容器模組由若干個鋰離子電容單體串聯構成，再依次設置於箱體內，每一列的鋰離子電容器模組之間均通過條形銅排串聯連接。

進一步地，所述每一列中相鄰的鋰離子電容器模組之間設置有風道擋板，該風道擋板包括i型直板和垂直對稱設置在i型直板兩端的十字形端板；所述十字形端板包括橫向設置的橫向寬平面和豎直設置的縱向窄平面，所述i型直板兩頭橫條上以及十字形端板的橫向寬平面的四個拐角處設置有安裝孔。

進一步地，所述主控bms板控制盒為包括主控側板、主控下底板、主控左側板、主控右側板以及主控上底板的一個側面開口的盒體結構；所述主控側板位於開口面對面，主控下底板位於底部，主控上底板位於頂部，主控左側板和主控右側板分別位於主控側板兩側；所述主控上底板上設置有一排凸起的主扎線固定座，用於主控bms板線束的固定。

進一步地，所述從控bms板控制盒為包括從控側板、從控下底板、從控左側板、從控右側板以及從控上底板的一個側面開口的盒體結構；所述從控側板位於開口面對面，從控下底板位於底部，從控上底板位於頂部，從控左側板和從控右側板分別位於從控側板兩側；所述從控上底板呈e型結構，其上設置有一排凸起的從扎線固定座，用於從控bms板線束的固定。

進一步地，所述從控bms板控制盒內設置有兩個從控bms板。

本發明中以箱體上設置有風機和檢修開關的一端為前，設置有進風口的一端為後，另外兩端為左右，連接前後方向為縱向，連接左右方向為橫向。

本發明電源裝置中的動力電源採用鋰離子電容器，因此具備鋰離子電容器高能量密度，適用溫度範圍廣等優點，加上設計合理，結構緊湊，裝配方便，體積小，且散熱均勻，使用壽命長，可有效監測每個鋰離子電容器模組的狀況。

附圖說明

圖1為鋰離子電容電源裝置的示意圖；

圖2為去箱蓋的鋰離子電容電源裝置的示意圖；

圖3為風機擋板示意圖；

圖4為箱體後端面示意圖；

圖5為風機主控bms板安裝盒示意圖；

圖6為風機從控bms板安裝盒示意圖；

圖7為風道擋板示意圖；

圖8為箱體右端面示意圖；

圖9為箱體底面示意圖。

圖中標號：1-箱體；1.1-箱蓋；1.2-箱體前端面；1.3-箱體後端面；1.4-進風口；1.5箱體底部；1.6-加強筋；1.6.1-模組定位孔；2-檢修開關；3-風機擋板；3.1-風機安裝口；3.2-風機；4-主控bms板控制盒；4.1-主控側板；4.2-主控下底板；4.3-主控左側板；4.4-主控右側板；4.5-主控上底板；4.5.1-主扎線固定座；5-從控bms板控制盒；5.1-從控下底板；5.2-從控上底板，5.2.1-從扎線固定座；5.3-從控左側板；5.4-從控右側板；5.5-從控側板；6-鋰離子電容模組；7-條形銅排；8-風道擋板；8.1-i型直板；8.1.1-安裝孔；8.2-十字形端板；8.2.1-橫向寬平面；8.2.2-縱向窄平面；9-電流傳感器；10-繼電器；11-正輸出端子；12-負極輸出端子；13-航空插座；14-熔斷器。

具體實施方式

下面結合實施例，更具體地闡述本發明的內容。本發明的實施並不限於下面的實施例，對本發明所做的任何形式上的變通或改變都應在本發明的保護範圍內。

實施例1：

本發明設計的一種基於鋰離子電容器的電源裝置，外形結構如圖1所示，包括頂部帶箱蓋1.1的箱體1，箱體1內的結構如圖1所示，其內排列有若干個串聯的鋰離子電容器模組6，本實施例中以12個鋰離子電容單體相互串聯構成一個鋰離子電容器模組6，鋰離子電容器模組6共有7個，分成兩列排在箱體1內，分別為左側4個，右側3個，兩側的鋰離子電容器模組6之間均通過條形銅排7串聯連接。在兩列鋰離子電容器模組6之間的空隙處，還縱向設置有主控bms板控制盒4和從控bms板控制盒5，主控bms板控制盒4和從控bms板控制盒5分別如圖5、圖6所示，均呈一側開口的盒體結構，具體結構請參照下文描述。在主控bms板控制盒4中安裝有連接鋰離子電容器模組6的總正極和總負極的主控bms板，在從控bms板控制盒5中安裝有兩個連接主控bms板的從控bms板。主控bms板控制盒4和從控bms板控制盒5背靠背設置，即未開口一側緊鄰，各自向另一側開口，可保證主控bms板和從控bms板之間得到有效隔離。主控bms板的從控bms板可檢測鋰離子電容器模組6的電壓、電流、溫度、絕緣性參數等信號。

鋰離子電容器模組6的總負極還連接電流傳感器9，該電流傳感器9通過一個熔斷器與設置在箱體1右側的負極輸出端子12連接，主控bms板通過該電流傳感器9連通鋰離子電容器模組6的總負極；鋰離子電容器模組6的總正極連接兩個並聯的繼電器10，並分別通過一個熔斷器與同樣設置在箱體1右端面的正極輸出端子11連接；所述箱體1右端面的正極輸出端子上方設置有用於信號輸出的航空插座13。且正極輸出端子11和負極輸出端子12的安裝平面呈內陷式。由於左側有4個鋰離子電容器模組6，右側則是3個鋰離子電容器模組6，因此右側剛好空出一個安裝鋰離子電容器模組6的位置，前述的電流傳感器9、兩個繼電器10以及三個熔斷器14剛好安裝於該空位處。

所述箱體1的前側為箱體前端面1.2，箱體前端面1.2上左右各設置有一個風機擋板3，風機擋板3如圖3所示，呈立體框式結構，其內側開口，緊貼箱體前端面1.2安裝固定，外側開設有兩個風機安裝口3.1，風機3.2安裝於該風機安裝口3.1內，風機3.2與箱體1內部連通，並且由從控bms板控制盒5內的從控bms板根據鋰離子電容器模組6的溫度控制其啟動或停止。

箱體1的後側為箱體後端面1.3，在該箱體後端面1.3上設置有百葉窗型的進風口1.4，保證空氣進入制動能量回收裝置的同時防水防塵，如圖4所示。

在箱體前端面1.2上位於兩個風機擋板3之間的位置設置有檢修開關2，該檢修開關2控制靠近箱體前端面1.2的左右兩個鋰離子電容器模組6的通斷，也就是控制位於主控bms板控制盒4和從控bms板控制盒5兩側的鋰離子電容器模組6之間的通斷。

所述箱體1的底部箱體底部1.5的內側面設置有若干加強筋1.6，用於加固箱體1，加強筋1.6上開設有若干模組定位孔1.6.1，如圖9所示。

在每一列中相鄰的鋰離子電容器模組6之間設置有風道擋板8，該風道擋板8如圖7所示，包括i型直板8.1和垂直對稱設置在i型直板8.1兩端的十字形端板8.2；所述十字形端板8.2包括橫向設置的橫向寬平面8.2.1和豎直設置的縱向窄平面8.2.2，所述i型直板8.1兩頭橫條上以及十字形端板8.2的橫向寬平面8.2.1的四個拐角處(即四個角上)設置有安裝孔8.1.1。用於將風道擋板8與相鄰的鋰離子電容器模組6固定。

所述主控bms板控制盒4如圖5所示，是一個側面開口的盒體結構，包括主控側板4.1、主控下底板4.2、主控左側板4.3、主控右側板4.4以及主控上底板4.5；所述主控側板4.1位於開口面對面，主控下底板4.2位於底部，主控上底板4.5位於頂部，主控左側板4.3和主控右側板4.4分別位於主控側板4.1兩側；所述主控上底板4.5呈c字形結構，即兩頭凸起，中間呈凹形，其上表面設置有一排凸起的主扎線固定座4.5.1。

所述從控bms板控制盒5如圖6所示，也是一個側面開口的盒體結構，包括從控側板5.5、從控下底板5.1、從控左側板5.3、從控右側板5.4以及從控上底板5.2；所述從控側板5.5位於開口面對面，從控下底板5.1位於底部，從控上底板5.2位於頂部，從控左側板5.3和從控右側板5.4分別位於從控側板5.5兩側；所述從控上底板5.2呈e型結構，其上表面設置有一排凸起的從扎線固定座5.2.1。

為方便描述，本實施例中以箱體1上設置有風機3.2和檢修開關2的一端為前，設置有進風口1.4的一端為後，另外兩端為左右，連接前後方向為縱向，連接左右方向為橫向。