電容器模塊和帶有電容器模塊的電容器組的製作方法

2023-05-03 22:19:06

專利名稱：電容器模塊和帶有電容器模塊的電容器組的製作方法
對於電容器、例如雙層電容器來說，組電壓限制在幾個伏特。由於在大多數使用情況下工作電壓都要高得多，因此必須使多個電容器串聯成一個電容器模塊。在通常的電容器模塊中各個電容器通過匯流排藉助於螺釘連接與其它電容器連接起來(見

圖1)。這種傳統的電容器模塊的缺點是由於許多螺釘連接使得裝配工作量很大，這很費時間和資金，而且也提高了電容器模塊的內電阻。
本發明的目的是提出一種對上述缺點作了改進的電容器模塊。
該目的按照本發明通過一種按權利要求1所述的電容器模塊來達到。電容器模塊的有利設計方案以及一種具有電容器模塊的電容器組則是從屬權利要求的主題。
本發明描述了一種電容器模塊，在這模塊中一個第一和一個第二電容器分別位於分開的、相互密閉的金屬導電外殼裡。每個外殼各為電容器的一個極，其中這兩個外殼通過一個相對著的接觸面至少局部形狀配合連接地相互連接起來。此時有一個內部的電路連接。每個電容器各有至少一個與外殼電絕緣的第一接頭，用於模塊的外部電接通。
一種按本發明的電容器模塊的優點在於這兩個導電外殼在裡面各裝有電容器，該外殼經過一個接觸面直接相互接觸。由於在這兩個外殼之間有直接的電連接(見圖2)，因而可以省下那些在傳統的電容器模塊裡一直用來在兩個電容器之間接通的螺釘連接(見圖1)。因此按本發明的電容器模塊的製造可以比傳統模塊時裝配量小、費用低。除此之外按本發明的電容器模塊比傳統的電容器模塊重量還更輕，內電阻較小，這對於按照本發明的電容器模塊使用在自動機械-例如在汽車裡產生特別有利的效果。由於在按本發明的電容器模塊裡的兩個電容器緊密地熱連接，因而至少也可以部分地平衡這兩個電容器的不同的自動放電性能，因此在按本發明的電容器模塊中就取消了上面已經提到的、用於使電壓對稱的費事的措施。在兩個金屬的導電外殼之間的直接接觸因此可以使電容器在一個按本發明的電容器模塊裡實現一種特別簡單的串聯。電容器外殼相互密閉和分開，以保證使電解質不受太高的電壓。
與外殼電絕緣的第一接頭一般用於使位於外殼裡的、例如以電容器箔形式存在的電容器接通。電容器一般由兩個電極層組成，在這兩個電極層之間布置了一個多孔隔片。無論是隔片還是電極層都與一種電解質溶液接觸。由電極層和隔片組成的層狀布置可以捲成電容器卷芯。
在本發明的另一種設計方案中，電容器模塊具有至少一個與外殼導電連接的第二電接頭。因而就可以也將加上另外一個電位的電容器外殼作為電容器而電接通，因而在一種按照本發明的電容器模塊裡也可以使電容器並聯。
在本發明的另一種有利的設計方案中，電容器的外殼各自有一個矩形的橫截面。這意味著，外殼是矩形的。但是也可以使外殼在角部位處展平或者倒圓。矩形的外殼可以特別節省空間地裝在電容器模塊裡。
在本發明的另一種有利的變型方案中，這兩個外殼至少局部地形狀閉合連接地布置在電容器模塊裡，因而在兩個外殼之間形成了一個接觸面。其優點在於由於一個較大的接觸面因而在按本發明的電容模塊裡的兩個外殼之間就產生一種特別良好的電連接。
在另外一種設計方案中外殼各有一個圓的橫截面。這意味著，電容器外殼例如是圓柱形的。這兩個外殼的平的底部在這種變型方案中可以導電地與一個金屬板連接。這意味著，在圓柱形外殼中電連接不僅通過使兩個外殼直接接通而實現，而且還附帶地通過一個能導電的板而實現，這個板與所述兩個外殼導電連接。
此外可以在圓柱形外殼的情況下使兩個外殼的底部至少部分地形狀配合連接地布置，並因此在相應的同軸的一前一後的布置中可以形成一個接觸面。按這種方式即使在一種按本發明的電容器模塊的圓柱形外殼的情況下也產生了一個特別大的接觸面，這個接觸面使這兩個電容器之間實現一種特別良好的電連接。
另外還可以使所有的電接頭都布置在電容器模塊的相同表面上。這種所謂徑向結構形式可以特別省錢地構成具有小的裝入容積的電容器模塊，因為電容器只是一側接通。
在按本發明的電容器模塊的另一種有利的變型方案中，兩個外殼相互焊接起來。其優點在於，在兩個外殼之間的電連接特別良好和持久，它也可以承受機構負荷。另外焊接也防止了接觸面發生氧化。
也可以例如用螺釘固定住兩個電容器外殼，或者通過裝在一個唯一的較大外殼裡而相互連接起來。
如果至少一個按本發明的電容器模塊與另外的電容器模塊和/或電容器電路連接，那就得到一種電容器組。通常單個模塊或者說單個電容器在一個電容器組裡都成串聯連接。具有按照本發明的電容器模塊的電容器組的優點是即使如在單個電容器為串聯的情況下也可以省下螺釘連接的一半和與此有聯繫的問題、例如高的裝配費用。
以下根據實施例和其附圖對本發明進行更加詳細的敘述。
圖1表示一個傳統的電容器模塊；圖2表示了一種按本發明的電容器模塊的一個變型方案；圖3A和3B表示了一種按本發明的電容器模塊的一個變型方案的橫截面圖和俯視圖，其中各個電容器軸向接通；圖4A和4B表示了一種按本發明的電容器模塊的另一種變型方案的主透視圖和俯視圖，其中各個電容器徑向接通；圖5表示了具有管狀電容器外殼的一種按本發明的電容器模塊的一種優選實施形式；圖6表示了一種電容器組，其中有兩個按本發明的電容器模塊相互電路連接起來。
圖1表示了一種傳統的電容器模塊，在這種模塊中各個電容器10A和10B的外殼5A和5B並不直接接通。各個電容器10A和10B例如可以是電容器卷芯的形式。這些電容器卷芯分別接通第一電接頭2A或者2B，該電接頭分別藉助於絕緣環6A或6B與各自的電容器外殼電絕緣。所述第一電接頭接通了電容器卷芯裡的一個第一電極箔。在各個電容器卷芯裡的第二電極箔接通了第二電接頭4A或者4B，該電接頭分別與各自的電容器外殼導電連接。電容器外殼加載一個電位。在這種傳統的電容器模塊的兩個電容器之間通過電接頭4A和4B之間的接觸板條11A和相應的螺釘連接而實現電接通。如上所述，這種傳統的接通很費時間、材料，因而也很費錢。
圖2表示了一種按本發明的電容器模塊1的一種變型方案，其中這兩個電容器外殼5A和5B具有一種矩形橫截面。這兩個外殼通過其側面而接通，因而形成一個接觸面，這個接觸面允許在兩個電容器外殼之間、並因而也在這兩個電容器10A的10B之間實現直接的電連接。此外在這裡例如表示為電容器卷芯的各個電容器的一種電極箔此時分別接通第一電接頭2A和2B，這些接頭分別通過絕緣環6A和6B與其各自的外殼電絕緣。電容器卷芯10A和10B的各自第二電極箔通過接觸點3A和3B接通其各自外殼，因而這些點加載了第二電極箔的電位。圖1和2比較明顯可見圖1中通過附加的接觸板片11A而實現的這兩個電容器之間的接通以及這兩個接頭4a和2b在按照本發明的電容器模塊中都可以取消。
圖3a表示了一種按本發明的電容器模塊的一個變型方案的橫截面圖，其中放置在矩形電容器外殼裡的電容器卷芯軸向接通。這意味著，每個電容器卷芯的兩個電極箔在外殼的對置的端面上接通。在這種情況下一個電極箔分別接通各自的接頭2A和2B，而另外的電極箔則通過接觸點3A和3B接通外殼。
圖3B表示了圖3A橫截面所示電容器模塊的俯視圖。可以看到各自的第一電接頭2A和2B，它們分別通過絕緣盤6A和6B與其各自的外殼電絕緣。
圖4A表示了一種按本發明的電容器模塊的一個實施形式的立體圖，其中電容器卷芯10A和10B的電極箔徑向接通。這意味著，一個電容器裡的兩個電極箔在其電接頭或者外殼的同一側面上接通。在這種實施形式中電容器卷芯的電極箔各自接通第一電接頭2A或者2B，或者使各自的接通點7A或7B與它們的外殼接通。這種形式的具有矩形電容器外殼和徑向接通的電容器模塊允許特別節省空間地構成電容器組。
圖4B表示了圖4A中立體圖所示的按本發明的電容器模塊的一個俯視圖。可以看到各自的第一電接頭2A或者2B以及外殼的接通點7A和7B。
圖5表示了具有兩個同軸的圓柱體形電容器外殼5A和5B的一種按本發明的電容器模塊的另一種實施形式。可以看到，在這種變型中電容器外殼通過其各自平面成型的底部形狀配合連接地相互接通。在管狀電容器外殼中，管子的平面成型的上面或下面稱為底面。這種形式的接通在管狀電容器外殼中允許在兩個外殼之間有特別大的接觸面積，並因而可以有特別良好的電連接。
圖6表示一個電容器組，其中兩個按本發明的電容器模塊串聯連接。各自第一電接頭或者與外殼的接通點的電位分別例如表示用於一種串聯。這樣一種電容器組要比傳統的電容器組需要少得多的螺釘連接。兩個外殼(5A，5B)中的每個外殼分別是一個電容器(10A，10B)的一個極。這兩個外殼通過一個相對著的接觸面在這兩個外殼之間至少局部地形狀配合連接地直接相互連接起來，其中有一個內部的電連接。這兩個電容器(10A，10B)相對於其外殼具有一個不同的、各自相互逆反的極性，其中這兩個電容器(10A，10B)形成一種內部串聯連接。
此外一種按本發明的電容器模塊的其它的變型在電容器的結構型式中是可能的，這些電容器代替了這裡所示的電容器卷芯，也可以由例如不捲繞的層狀堆迭物組成。
權利要求
1.具有以下特徵的電容器模塊(1)-一個第一(10A)電容器和一個第二電容器(10B)分別位於分開的、相互密閉的金屬導電外殼(5A，5B)裡，-這兩個外殼(5A，5B)中的每一個分別是所述電容器(10A，10B)中的一個的一個極，-這兩個外殼(5A，5B)通過一個位於兩個外殼之間相對著的接觸面至少局部形狀配合連接地直接相互連接起來，其中形成一個內部的電連接，-每個電容器(10A，10B)分別具有至少一個與外殼電絕緣的第一接頭(2A，2B)，用於模塊的外部電接通。
2.按權利要求1所述的電容器模塊，-其中所述兩個電容器(10A，10B)相對於其外殼具有一種不同的、各自相互逆反的極性，其中兩個電容器(10A，10B)形成一種內部的串聯連接。
3.按權利要求1所述的電容器模塊，-其中電容器模塊(1)具有至少一個與外殼(5A，5B)相連接的第二電接頭(3A或3B)。
4.按上述權利要求之一所述的電容器模塊，-其中外殼(5A，5B)分別具有一種矩形橫截面。
5.按權利要求1或2中之一所述的電容器模塊，-其中外殼(5A，5B)分別具有一種圓形橫截面。-其中所述兩個外殼的底部與一個金屬板導電連接，其中產生了一個附加的電連接。
6.按權利要求1或2所述的電容器模塊，-其中外殼(5A，5B)分別具有一種圓形橫截面。-其中所述兩個外殼的底部至少局部形狀配合連接地布置，並設計成相對著的接觸面。
7.按上述權利要求之一所述的電容器模塊，-其中所有電接頭都布置在同一個表面上。
8.按上述權利要求之一所述的電容器模塊，-其中所述兩個外殼相互焊接起來。
9.電容器組，-其中一個按上述權利要求之一所述的電容器模塊與另一個電容器模塊和/或一個電容器電路地連接起來。
全文摘要
建議一種電容器模塊(1)，其中一個第一電容器(10A)和一個第二電容器(10B)分別位於分開的、相互密閉的金屬導電外殼(5A，5B)裡。這兩個外殼通過一個接觸面相互連接起來，其中形成一種內部的電路連接。每個外殼分別具有至少一個與外殼電絕緣的第一接頭(2A，2B)。由於在這兩個電容器之間為直接的電連接，因而按照本發明的電容器模塊很少需要螺釘連接，因此其製造比較簡單和省錢。
文檔編號H01G4/002GK1650376SQ03809250
公開日2005年8月3日 申請日期2003年4月11日 優先權日2002年4月24日
發明者B·施泰布 申請人:埃普科斯股份有限公司