專利名稱：矩陣式超級電容的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電容器，特別是涉及一種可應(yīng)用于風(fēng)電、太陽能、新能源汽車電源等領(lǐng)域的專用矩陣式超級電容。
背景技術(shù)：
電容雖小，但用途很廣，大到航天飛船，小到一個移動U盤。尤其是在電源領(lǐng)域，更少不了電容，對于電容要求容量大的情況下，通常的方式是將若干個單體電容組合成一個超級電容。然而在風(fēng)電、太陽能、新能源汽車電源等領(lǐng)域的超級電容工況條件惡劣，溫度交替變化幅度大、震動劇烈從而導(dǎo)致電容運行的可靠性，一旦發(fā)生這種情況，后期的維修成本急劇上升，這也是目前超級電容面臨的普遍難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，通過對現(xiàn)有超級電容的改進，提供一種矩陣式超級電容。本發(fā)明給出的這種矩陣式超級電容，包含至少一個電容矩陣，而電容矩陣又包含至少一個電容模塊，而電容模塊包括有主基板1、副基板2、蓋板3、線路板4和若干個單體電容5。主基板1上有若干個凹窩6，若干個單體電容5的底部分別插入凹窩6內(nèi)；副基板 2上有若干個與凹窩6相對應(yīng)的臺階式通孔7，若干個單體電容5的頂部分別插入臺階式通孔7，單體電容5的電極穿過所述的臺階式通孔7與線路板4焊接，線路板4通過螺釘8固定在副基板2上；副基板2的上一側(cè)引出有與線路板4相連接的導(dǎo)線線束11 ；主基板1、副基板2、蓋板3通過螺釘10固定成一個整體。進一步地，在所述的每一個凹窩6內(nèi)放置一個阻燃硅橡膠防震墊圈9。又進一步地，所述的凹窩6與單體電容5的底部形成過渡配合；所述的臺階式通孔 7與單體電容5的頂部形成過渡配合。更進一步地，當電容矩陣多于1個時，電容矩陣之間并聯(lián)，還可以是串聯(lián)。還進一步地，電容矩陣由電容模塊并聯(lián)，還可以是由電容模塊串聯(lián)。即當超級電容模塊的個數(shù)大于2時，每個超級電容模塊之間可以是并聯(lián)的，也可以是串聯(lián)的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是具有高安全可靠性，高環(huán)境適用性，以及高穩(wěn)定免維護性和坦克化，模塊化，集成化的三高三化特點。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明主基板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明阻燃硅橡膠防震墊圈的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明副基板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式實施方式一使用模具鑄造或機床加工單面具有蜂窩狀凹窩的主基板，材質(zhì)為高強度尼龍板，可以保證在-60 200攝氏度范圍內(nèi)不變形，不老化。蜂窩狀凹窩的數(shù)量為 8X 10 = 80個，凹窩的直徑與高性能電容單體的直徑工差為士0. 5mm,每個凹窩內(nèi)放置外徑略小于凹窩的直徑的防震墊，防震墊采用阻燃硅橡膠，可以保證在-90度 260度不變形不老化。80個在標準使用技術(shù)條件下充放電十萬次以上的高性能電容單體的底端可分別插到 80個凹窩內(nèi)。使用模具鑄造或機床加工具有臺階式通孔的副基板，材質(zhì)為高強度尼龍板，可以保證在-60 200攝氏度范圍內(nèi)不變形，不老化。臺階式通孔的數(shù)量也為8X 10 = 80個， 通透孔的大孔的直徑與高性能電容單體的直徑工差為士0. 5mm，小孔的直徑以方便單體電容的電極可方便穿過為限。將該副基板覆蓋在主基板上，這樣80個單體電容的上端均已分別插入副基板的80個通孔內(nèi)的大孔內(nèi)，單體電容的電極穿過副基板與線路板相焊接，這樣 80個電容單體通過線路板上面的電路及電子元器件串聯(lián)成一個整體，線路板通過螺釘固定在副基板的上面，導(dǎo)線線束與線路板連接并通過副基板固定并引到外部，使用模具鑄造或機床加工蓋板，為了保證整體的強度，材質(zhì)也為高強度尼龍板，可以保證在-60 200攝氏度范圍內(nèi)不變形，不老化。使用8個長螺釘依次穿過蓋板、副基板上的螺釘孔與主基板上擰合，從而將蓋板、副基板、主基板連同內(nèi)部的80個電容單體的線路板固定成一個整體。此設(shè)計是最佳的防止電容震動的方法之一，可有效地防止因電容震動造成的接觸不良，以及在風(fēng)槳在運行中由于離心力的長期作用造成的整體變形的缺陷， 大大提高了超級電容的高可靠性免維護性。實施方式二 參照圖1 圖5。使用模具鑄造或機床加工雙面具有蜂窩狀凹窩的主基板，材質(zhì)為高強度尼龍板，可以保證在-60 200攝氏度范圍內(nèi)不變形，不老化。蜂窩狀凹窩單面的數(shù)量為6X7 = 42個，雙面共計84個，凹窩的直徑與高性能電容單體的直徑工差為士0. 5mm，每個凹窩內(nèi)放置外經(jīng)略小于凹窩的直徑的防震墊，防震墊采用阻燃硅橡膠， 可以保證在-90度 260度不變形不老化。84個在標準使用技術(shù)條件下充放電十萬次以上的高性能電容單體的底端可分別插到84個凹窩內(nèi)。使用模具鑄造或機床加工具有臺階式通孔的副基板2個，材質(zhì)為高強度尼龍板， 可以保證在-60 200攝氏度范圍內(nèi)不變形，不老化。臺階式通孔的數(shù)量也為6X7 = 42 個，通透孔的大孔的直徑與高性能電容單體的直徑工差為士0. 5mm，小孔的直徑以方便單體電容的電極可方便穿過為限。將2個副基板分別覆蓋在主基板的上下兩面，這樣主基板單面的42個單體電容的上端均已分別插入副基板的42個通孔內(nèi)的大孔內(nèi)，單體電容的電極穿過副基板與線路板相焊接，這樣84個電容單體通過線路板上面的電路及電子元器件串聯(lián)成一個整體，形成超級電容，2塊線路板通過螺釘固定在2個副基板的上面，導(dǎo)線線束與2 塊線路板連接并通過其中一個副基板固定并引到外部，使用模具鑄造或機床加工蓋板2個，為了保證整體的強度，材質(zhì)也為高強度尼龍板，可以保證在-60 200攝氏度范圍內(nèi)不變形，不老化。使用16個長螺釘依次穿過蓋板、 副基板上的螺釘孔與主基板上擰合，從而將2個蓋板、2個副基板、1個主基板連同內(nèi)部的84 個電容單體的2塊線路板固定成一個整體。此設(shè)計是最佳的防止電容震動的方法之一，可有效地防止因電容震動造成的接觸不良，以及在風(fēng)槳在運行中由于離心力的長期作用造成的整體變形的缺陷，大大提高了超級電容的高可靠性免維護性。實施方式三8個通過上述實施方式一得到的矩陣式超級電容的線束并聯(lián)，得到一個容量更大的矩陣式超級電容。實施方式四6個通過上述實施方式二得到的矩陣式超級電容的線束串聯(lián)，得到一個耐壓更高的矩陣式超級電容。實施方式五2個通過上述實施方式三得到的矩陣式超級電容的線束與3個通過上述實施方式三得到的矩陣式超級電容的線束并聯(lián)，得到一個容量超大、耐壓強度也較大的矩陣式超級電容。實施方式六2個通過上述實施方式四得到的矩陣式超級電容的線束與2個通過上述實施方式四得到的矩陣式超級電容的線束并聯(lián)，得到一個容量超大、耐壓強度也較大的矩陣式超級電容。實施方式七4個通過上述實施方式三得到的矩陣式超級電容的線束與2個通過上述實施方式四得到的矩陣式超級電容的線束并聯(lián)，得到一個容量超大、耐壓強度也較大的矩陣式超級電容。實施方式八21個通過上述實施方式三得到的矩陣式超級電容的線束與32個通過上述實施方式四得到的矩陣式超級電容的線束串聯(lián)，得到一個容量超大、耐壓強度也較大的矩陣式超級電容。實施方式九73個通過上述實施方式六得到的矩陣式超級電容的線束與1個通過上述實施方式八得到的矩陣式超級電容的線束并聯(lián)，得到一個容量超大、耐壓強度也較大的矩陣式超級電容。實施方式十57個通過上述實施方式九得到的矩陣式超級電容的線束與1M00個通過上述實施方式二得到的矩陣式超級電容的線束并聯(lián)，得到一個容量超大、耐壓強度也較大的矩陣式超級電容。
權(quán)利要求
1.矩陣式超級電容，它包含至少一個電容矩陣，所述的電容矩陣包含至少一個電容模塊，所述的電容模塊包括有主基板(1)、副基板O)、蓋板(3)、線路板(4)和若干個單體電容(5)，其特征在于所述的主基板(1)上有若干個凹窩(6)，若干個單體電容( 的底部分別插入凹窩(6)內(nèi)；副基板( 上有數(shù)量與凹窩(6)相等、位置與凹窩(6)對應(yīng)的臺階式通孔(7)，若干個單體電容(5)的頂部分別插入臺階式通孔(7)，單體電容(5)的電極穿過所述的臺階式通孔⑵與線路板⑷焊接，線路板⑷通過螺釘⑶固定在副基板⑵上；副基板⑵的上一側(cè)引出有與線路板⑷相連接的導(dǎo)線線束(11)；主基板⑴、副基板O)、 蓋板C3)通過螺釘(10)固定成一個整體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩陣式超級電容，其特征在于在所述的凹窩(6)內(nèi)放置一個阻燃硅橡膠防震墊圈(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩陣式超級電容，其特征在于所述的凹窩(6)與單體電容 (5)的底部形成過渡配合，所述的臺階式通孔(7)與單體電容(5)的頂部形成過渡配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩陣式超級電容，其特征在于當電容矩陣多于1個時，電容矩陣之間并聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩陣式超級電容，其特征在于當電容矩陣多于1個時，電容矩陣之間串聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4或5所述的矩陣式超級電容，其特征在于所述的電容矩陣由電容模塊并聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4或5所述的矩陣式超級電容，其特征在于所述的電容矩陣由電容模塊串聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種矩陣式超級電容，包含至少一個電容矩陣，而電容矩陣又包含至少一個電容模塊，而電容模塊包括有主基板、副基板、蓋板、線路板和若干個單體電容。主基板上有若干個凹窩，若干個單體電容的底部分別插入凹窩內(nèi)；副基板上有若干個與凹窩相對應(yīng)的臺階式通孔，若干個單體電容的頂部分別插入臺階式通孔，單體電容的電極穿過所述的臺階式通孔與線路板焊接，線路板通過螺釘固定在副基板上；副基板的上一側(cè)引出有與線路板相連接的導(dǎo)線線束；主基板、副基板、蓋板通過螺釘固定成一個整體。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有高安全可靠性，高環(huán)境適用性，以及高穩(wěn)定免維護性和坦克化，模塊化，集成化的三高三化特點。
文檔編號H01G9/26GK102394181SQ20111029132
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者原國平, 原澎濤, 原澎越 申請人:原國平