超級電容模組制造技術

本實用新型專利技術公開了一種超級電容模組，每一超級電容器并聯一個電阻而形成一個單元，各單元依次串聯形成單元組而封裝在一密閉殼體內，進而在所述密閉殼體上設有接出所述單元組的接線端子。依據本實用新型專利技術的超級電容模組可以滿足變槳系統對電源穩定性。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

超級電容模組
本技術一種風力發電機組附件，用作風力發電機組變槳系統后備電源。
技術介紹
變槳系統是風力發電機組的重要組成部分，是風力發電機組的主剎車系統，變槳系統在機組失電的情況下能否安全可靠停機，取決于變槳系統的后備電源是否安全穩定， 因此變槳系統備用電源是否可靠安全是保證變槳系統工作狀態穩定且在機組事故停機時不發生飛車的重要因素。目前風力發電變槳系統多采用蓄電池作為其備用電源，采用蓄電池的優點是價格便宜，缺點是蓄電池充放電特性不好，充電時間長，充電、放電電流不能太大；蓄電池的低溫特性不好，在寒冷季節容量會衰減；蓄電池的循環壽命短，可靠性不強，而且蓄電池需要維護，而變槳系統安裝在100米高的風機上，更換和維護成本太大；且更換的大量蓄電池對環境造成很大污染。超級電容器(Supercapacitors),又名電化學電容器(Electrochemical Capacitors),作為一種新興物理環保儲能元件被越來越多的應用。它是一種介于傳統電容器與電池之間、具有特殊性能的電源，主要依靠雙電層和氧化還原假電容電荷儲存電能，因而不同于傳統的化學電源。超級電容器的突出優點是功率密度高、充放電時間短、循環壽命長、工作溫度范圍寬。超級電容屬于雙電層電容器，它是世界上已投入量產的雙電層電容器中容量最大的一種，其基本原理和其它種類的雙電層電容器一樣，都是利用活性炭多孔電極和電解質組成的雙電層結構獲得超大的容量。在大多數應用中，超級電容不會被單獨使用，多通過串聯的方式形成超級電容模組，以提供符合要求的驅動能力。在一些應用者，超級電容還會被并聯使用。超級電容的發展，使得其在變漿系統中的使用成為可能，因此，有必要在此領域研究超級電容模組的應用。
技術實現思路
因此，本技術針對目前變槳系統后備電源的現狀，提供了一種用做后備電源的超級電容模組，以滿足變槳系統對電源穩定性。本技術采用的技術方案為一種超級電容模組，每一超級電容器并聯一個電阻而形成一個單元，各單元依次串聯形成單元組而封裝在一密閉殼體內，進而在所述密閉殼體上設有接出所述單元組的接線端子。依據本技術的上述結構，每一個超級電容并聯一個電阻，形成均壓電路，然后封裝在一密閉殼體內，引出接線端子，串聯電容的個數取決于所需要的驅動電壓，通過均壓控制，而形成均壓保護，保證輸出電壓的穩定性。并借助于超級電容本身的特性，進一步的提高驅動電壓的穩定性，因此，可以滿足變槳系統對電源穩定性的需求。上述超級電容模組，所述單元以水平設置在所述密閉殼體內的一組線路板為基板被分層陣列。上述超級電容模組，被分層陣列的所述單元的每層上方均留有冷卻空間。上述超級電容模組，所述冷卻空間的高度不小于3mm且不大于7mm。上述超級電容模組，分層陣列的層數為三層，而所述超級電容器按照4X7的布局焊接在所述線路板上。上述超級電容模組，所述密閉殼體為長方體結構，且該密閉殼體頂蓋具有用于包容密閉殼體側板上端而形成連接部的向下的翻邊。上述超級電容模組，所述密閉殼體側板中三側板為一體結構，所余一側板的一豎邊作為鉸接邊而接合在相鄰的側板上。上述超級電容模組，形成所述密閉殼體的各板接合部位設有密封結構。附圖說明圖I為依據本技術的一種超級電容模組的外形結構示意圖。圖2為依據本技術的一種超級電容模組主要活動部件打開而示出超級電容器安裝結構的示意圖。圖中1、密閉殼體，2、超級電容器，3、接線端子，4、線路板，5、底板。具體實施方式參照說明附圖I和2，其基本組成是，包括一個長方體結構的外殼，形成一個密閉殼體I，在該殼體內，陣列有預定數目的超級電容器2，并分組的進行分層排列。依據上述基本結構的一種超級電容模組，其基本特點是，其所使用的每一超級電容器2并聯一個電阻而形成一個單元，構造一個均壓電路單元，然后，各單元依次串聯形成單元組而封裝在一密閉殼體I內，確保箱體的密封。進而在所述密閉殼體I上設有接出所述單元組的接線端子3。接線端子在圖2所示的結構中，設置在上封蓋上，接線端子應匹配超級電容模組的輸出電壓和輸出電流。在圖I所示的結構中，長方體結構的外殼上端還設有提手，方便提攜或者吊裝。而其下端為座部，設有地腳螺栓孔，便于安裝。在圖2所示的結構中，所述單元以水平設置在所述密閉殼體I內的一組均勻間隔的線路板4為基板被分層陣列，當然，個線路板之間是水平的。分層結構可以提高安裝的結構緊湊性，且便于接線。超級電容在工作中會有比較大的熱耗散，為了保證其處于比較好的工作狀態，被分層陣列的所述單元的每層上方均留有冷卻空間。但需要說明的是，為了滿足超級電容的正常工作，灰塵應盡可能的避免進入，這也是為什么要使用密閉殼體I的原因，因此，在該密閉殼體內采用通風冷卻是不可取的。但并不排除其他的冷卻結構，比如在密閉殼體I上設置散熱肋。所述冷卻空間的高度取決于超級電容器2的多少，當然，冷卻空間越大，越有利于散熱，但也會增加密閉殼體的體積，因此，在滿足散熱的條件下，最小不能小于3mm，而最大不能大于7mm，否則會使密閉殼體的體積變得比較臃腫。一種較佳的選擇是分層陣列的層數為三層，而所述超級電容器2按照4X 7的布局焊接在所述線路板4上，這種布局和超級電容的數量，可以滿足大多數的應用。并且在這種結構條件下，所述冷卻空間的高度選擇5mm可以平衡散熱與結構緊湊方面的平衡。超級電容焊接在線路板上，主要目的是減少震動對超級電容安裝結構的影響，提高模組工作的穩定性。關于線路板的安裝，可以采用抽拉式的結構，然后再配以螺栓緊固，方便安裝。在進一步的選擇中，在所述密閉殼體I內設置用于線路板4安裝的支架，線路板的兩端通過螺栓固定在所述支架上，支架的獨立設置方便線路板的安裝，且不會對密閉殼體產生破壞，減少密封點。關于密封，還會涉及到密閉殼體的安裝結構，所述密閉殼體為長方體結構，且該密閉殼體頂蓋具有用于包容密閉殼體側板上端而形成連接部的向下的翻邊。這種包容性的結構比較容易形成密封結構，同時，對于鈑金件，這種結構也顯然更容易連接。涉及到連接，在本方案中，主要通過螺栓進行裝配。在進一步的選擇中，參見說明書附圖2，所述密閉殼體側板中三側板為一體結構， 所余一側板的一豎邊作為鉸接邊而接合在相鄰的側板上，也就是該側板構成一個門板，方便線路板的安裝，且減少了密封點，密封更容易。進一步地，形成所述密閉殼體的各板接合部位設有密封結構。密封級別應不低于 IP65。這種超級電容模組結構，建有電池的高能量密度和傳統電容的高功率密度兩方面的優點，保證了其高效儲能和極快釋能。以三層結構，每層4列7行陣列的方式形成的基于本技術的超級電容模組為例來說明在變槳系統中使用超級電容的可行性。首先是其短路電流可達840A，最大持續電流可達25A，I秒內其最大峰值電流可承受220A，在作為能量儲存元件應用于脈沖電源方面有獨特的優勢。在此基礎上還具有以下特點(I)功率密度高它兼有電池的高能量密度和傳統電容的高功率密度兩方面的優點，高功率密度最高可達十幾千瓦每千克，可以在短時間內放出幾百到幾千安培的電流。這個特點使得超級電容非常適合用于短時間高功率輸出的場合。(2)充電速度快充電IOs IOmin可達到其額定容量的95%以上。(3)循環使用壽命長根據使用條件不同，循環使用次數可達f 50萬次；及壽本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超級電容模組，其特征在于，每一超級電容器（2）并聯一個電阻而形成一個單元，各單元依次串聯形成單元組而封裝在一密閉殼體（1）內，進而在所述密閉殼體（1）上設有接出所述單元組的接線端子。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王生春，原國亮，王志強，李樹生，劉偉，李永貴，李斌，張紅艷，周榮林，袁海兵，
申請(專利權)人：中國石油天然氣集團公司，中國石油集團濟柴動力總廠，
類型：實用新型
國別省市：