一種超級電容及其散熱裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超級電容的散熱裝置，用于超級電容散熱，包括外封閉箱、內(nèi)置于所述外封閉箱內(nèi)用于容納所述超級電容的內(nèi)封閉箱，且所述內(nèi)封閉箱上設(shè)置有出風(fēng)口；所述內(nèi)封閉箱的壁面上設(shè)置有連通所述外封閉箱與所述內(nèi)封閉箱的排吸部件，且冷卻部件包裹著所述排吸部件的入口；所述外封閉箱和所述內(nèi)封閉箱內(nèi)充滿冷卻介質(zhì)。本發(fā)明所公開的超級電容的散熱裝置，通過外封閉箱和內(nèi)封閉箱間的冷卻介質(zhì)對超級電容進行散熱，而超級電容設(shè)置在內(nèi)封閉箱內(nèi)，內(nèi)封閉箱上設(shè)置有出風(fēng)口，并且在其壁面上設(shè)置有排吸部件，排吸部件的入口用冷卻部件嚴密包裹。冷卻介質(zhì)帶走超級電容的熱量，經(jīng)冷卻部件冷卻后，由排吸部件再次吹入內(nèi)箱體，如此循環(huán)冷卻。
【專利說明】一種超級電容及其散熱裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軌道交通和新能源【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種超級電容的散熱裝置。本發(fā)明還涉及一種包括上述散熱裝置的超級電容。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國城市軌道交通的發(fā)展，軌道交通車輛的投入和使用已逐漸普及到全國各地，其形式也多種多樣，比如地鐵、高鐵、輕軌等。軌道交通車輛已經(jīng)逐漸朝新能源動力、清潔能源動力、以及混合動力等方向發(fā)展。
[0003]以新能源動力為例，在新能源動力應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，超級電容作為一種新型儲能裝置，是其中的佼佼者。超級電容又稱電化學(xué)電容或法拉電容，具有充電時間短、循環(huán)使用壽命長、能量轉(zhuǎn)換效率高、安全系數(shù)高、綠色環(huán)保等優(yōu)點，因此目前被廣泛地應(yīng)用于軌道交通、汽車、船舶、工程機械、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域。
[0004]然而，超級電容在工作過程中，由于自身的內(nèi)阻的存在，具有一定的發(fā)熱功率，致使超級電容箱體內(nèi)的溫度往往較高。而超級電容的使用壽命對溫度異常敏感，當(dāng)箱體內(nèi)的溫度超過超級電容的最佳工作溫度區(qū)間時，將嚴重影響超級電容的使用壽命。針對此，現(xiàn)有技術(shù)中一般采取非完全封閉通風(fēng)散熱的方法對超級電容進行散熱處理和溫度控制。但是，現(xiàn)有溫控方案技術(shù)不能實現(xiàn)對超級電容箱體內(nèi)溫度的實時控制；在某些惡劣的工作條件下，超級電容箱內(nèi)部與環(huán)境空氣相通，外界環(huán)境的極端氣溫嚴重影響超級電容散熱效率，如果在高濕度、高鹽堿、粉塵風(fēng)沙等環(huán)境下還會對超級電容電源系統(tǒng)本身造成損傷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種超級電容的散熱裝置，能夠使超級電容即使處于極端惡劣的環(huán)境時，依然能保持良好的散熱狀態(tài)。本發(fā)明的另一目的是提供一種包括上述散熱裝置的超級電容。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種超級電容的散熱裝置，用于超級電容，包括外封閉箱、內(nèi)置于所述外封閉箱且用于容納所述超級電容的內(nèi)封閉箱，且所述內(nèi)封閉箱上設(shè)置有出風(fēng)口 ；所述內(nèi)封閉箱的壁面上設(shè)置有連通所述外封閉箱與所述內(nèi)封閉箱的排吸部件，且冷卻部件包裹著所述排吸部件的入口 ；所述外封閉箱和所述內(nèi)封閉箱內(nèi)充滿冷卻介質(zhì)。
[0007]優(yōu)選地，所述排吸部件為風(fēng)扇。
[0008]優(yōu)選地，所述冷卻部件為熱交換器，所述熱交換器環(huán)繞設(shè)置在所述排吸部件的入口周圍，且所述熱交換器的頂端和底端分別與所述外封閉箱的內(nèi)壁和所述內(nèi)封閉箱的外壁相連。
[0009]優(yōu)選地，所述冷卻介質(zhì)為空氣。
[0010]優(yōu)選地，所述內(nèi)封閉箱內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器，以及根據(jù)所述溫度傳感器獲得的實時溫度數(shù)據(jù)控制所述排吸部件的風(fēng)速和所述冷卻部件的溫度的控制單元。
[0011]優(yōu)選地，所述外封閉箱與所述內(nèi)封閉箱均為方形結(jié)構(gòu)，所述排吸部件設(shè)置在所述內(nèi)封閉箱的其中一個平面上，且所述內(nèi)封閉箱的其余平面中的一個平面上設(shè)置有出風(fēng)口。
[0012]優(yōu)選地，所述內(nèi)封閉箱上，所述排吸部件所在的平面與所述設(shè)置有出風(fēng)口的平面相對。
[0013]本發(fā)明還提供一種超級電容，包括殼體和設(shè)置于所述殼體外部的散熱裝置，其中，所述散熱裝置為上述任一項所述的散熱裝置。
[0014]本發(fā)明所提供的超級電容的散熱裝置，主要包括外封閉箱、內(nèi)封閉箱、排吸部件和冷卻部件。其中，外封閉箱和內(nèi)封閉箱嵌套設(shè)置，內(nèi)封閉箱設(shè)置在外封閉箱內(nèi)部，在外封閉箱和內(nèi)封閉箱內(nèi)都充滿了冷卻介質(zhì)。內(nèi)封閉箱的內(nèi)部用于安裝超級電容，且內(nèi)封閉箱并非完全封閉，其上設(shè)置有出風(fēng)口，冷卻介質(zhì)在吸收了超級電容的熱量后就從內(nèi)封閉箱的出風(fēng)口處排出。另外，排吸部件設(shè)置在內(nèi)封閉箱的壁面上，將內(nèi)封閉箱和外封閉箱連通。排吸部件具有入口和出口，能夠?qū)?nèi)封閉箱外部的冷卻介質(zhì)從入口處吸收，同時將冷卻介質(zhì)從出口處排出到內(nèi)封閉箱內(nèi)部，對超級電容進行散熱。而排吸部件的入口處則被冷卻部件包裹著，保證冷卻介質(zhì)在進入排吸部件的入口前，首先必須經(jīng)過冷卻部件的作用。綜上所述，本發(fā)明所提供的超級電容的散熱裝置，通過冷卻部件的作用將冷卻介質(zhì)降溫，經(jīng)由排吸部件吸收后，排出到內(nèi)封閉箱內(nèi)，對超級電容進行冷卻、散熱，然后冷卻介質(zhì)再從內(nèi)封閉箱的出風(fēng)口處流出，在內(nèi)、外封閉箱之間流動，最后再被排吸部件的吸力吸引，再次經(jīng)過冷卻部件后進入內(nèi)封閉箱。如此循環(huán)往復(fù)地利用冷卻介質(zhì)通過冷熱強制對流的方式對超級電容進行散熱，外箱體完全封閉避免了外界惡劣環(huán)境的影響，而且采用循環(huán)冷卻的方法提高了冷卻介質(zhì)的利用效率，降低了能耗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為本發(fā)明所提供的一種【具體實施方式】的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]其中，圖1中:
[0018]超級電容一 1，外封閉箱一2，內(nèi)封閉箱一3，排吸部件一4，冷卻部件一5，冷卻介質(zhì)6。

【具體實施方式】
[0019]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0020]請參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供的一種【具體實施方式】的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]在本發(fā)明所提供的一種【具體實施方式】中，超級電容的散熱裝置主要針對超級電容而使用。該散熱裝置主要包括外封閉箱2、內(nèi)封閉箱3、排吸部件4、冷卻部件5和冷卻介質(zhì)
6。
[0022]其中，外封閉箱2和內(nèi)封閉箱3兩者嵌套設(shè)置，內(nèi)封閉箱3設(shè)置在外封閉箱2的內(nèi)部。顧名思義，外封閉箱2和內(nèi)封閉箱3是一種封閉的箱體結(jié)構(gòu)，然而本發(fā)明中外封閉箱2是完全封閉的結(jié)構(gòu)，但內(nèi)封閉箱3卻不是完全封閉的結(jié)構(gòu)。內(nèi)封閉箱3主要用于容納和安裝超級電容I，并且在內(nèi)封閉箱3上設(shè)置有出風(fēng)口，其作用將在后續(xù)內(nèi)容中詳細論述。
[0023]另外，在外封閉箱2和內(nèi)封閉箱3內(nèi)都充滿了用來吸收超級電容I所發(fā)散的熱量的冷卻介質(zhì)6。該冷卻介質(zhì)6 —般為氣體類等可流動性強、熱吸附效果好的介質(zhì)，綜合成本和便捷性的考慮，優(yōu)選地，該冷卻介質(zhì)6為空氣。當(dāng)然，冷卻介質(zhì)6并不僅限于空氣，其余比如氮氣、惰性氣體等純凈氣體也都可以采用。
[0024]排吸部件4，顧名思義，是一種同時具有吸收和排放兩種功能的部件。本發(fā)明中，排吸部件4設(shè)置在內(nèi)封閉箱3的壁面上，并且將外封閉箱2和內(nèi)封閉箱3連通，如此方能使冷卻介質(zhì)6順利地流入流出。排吸部件4 一般都具有入口和出口，其入口處具有強大的吸力，而出口處具有強大的斥力，氣體類或流體類的冷卻介質(zhì)6在排吸部件4的入口處周圍流動時，就會被吸收進排吸部件4內(nèi)部，然后再從排吸部件4的出口處迅速排出，進入到內(nèi)封閉箱3的內(nèi)部，從而對安裝在內(nèi)封閉箱3內(nèi)的超級電容I進行散熱。
[0025]此處優(yōu)選地，排吸部件4為工程上常用的風(fēng)扇。風(fēng)扇由于具有多片葉片，通過旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一定的壓力差將位于葉片背部的空氣推到葉片前面，不斷地旋轉(zhuǎn)就能將空氣猛烈地排出。如此，依靠風(fēng)扇葉片的旋轉(zhuǎn)，就能產(chǎn)生巨大的吸力，將風(fēng)扇的進風(fēng)方向處周圍的冷卻介質(zhì)吸收，再從風(fēng)扇的吹風(fēng)方向?qū)⒗鋮s介質(zhì)排出。
[0026]接上述，冷卻介質(zhì)6在內(nèi)封閉箱3內(nèi)部流動時，會迅速吸收超級電容I所產(chǎn)生的熱量，對超級電容I進行降溫、冷卻。吸附完熱量的冷卻介質(zhì)6從內(nèi)封閉箱3的出風(fēng)口處流出，流入內(nèi)封閉箱3與外封閉箱2之間的空間。但是此時冷卻介質(zhì)6上還攜帶有大量熱量，不能直接進入到內(nèi)封閉箱3內(nèi)。為此，本發(fā)明在排吸部件4的入口處設(shè)置了冷卻部件5。顧名思義，冷卻部件5是一種能夠進行熱交換的部件，能夠把較熱的物質(zhì)的熱量吸收從而使物質(zhì)溫度下降。本發(fā)明中，冷卻部件5的主要作用對象是冷卻介質(zhì)6，在冷卻介質(zhì)6由于受到排吸部件4的吸力而往內(nèi)封閉箱3內(nèi)流動時，會首先經(jīng)過冷卻部件5，由冷卻部件5對冷卻介質(zhì)6進行熱交換處理，把冷卻介質(zhì)6所攜帶的熱量吸走，使冷卻介質(zhì)6降溫，然后再進入到內(nèi)封閉箱3內(nèi)，冷卻介質(zhì)6就可以繼續(xù)正常起作用了。
[0027]而考慮到氣體類冷卻介質(zhì)6，其流動性和滲透性很強，因此若是冷卻介質(zhì)6不經(jīng)冷卻部件5的作用就直接進入到內(nèi)封閉箱3內(nèi)，則冷卻效果很差。針對此，本發(fā)明中的冷卻部件5包裹著排吸部件4的入口。如此，不論冷卻介質(zhì)6如何流動和滲透，在進入內(nèi)封閉箱3內(nèi)前始終必須先經(jīng)過冷卻部件5的作用，保證了進入到內(nèi)封閉箱3內(nèi)的冷卻介質(zhì)6的有效性。
[0028]此處優(yōu)選地，冷卻部件5為工程上常用的熱交換器，比如電制冷熱交換器、渦流熱膜換交換器等。熱交換器環(huán)繞設(shè)置在排吸部件4的入口周圍，設(shè)置在外封閉箱2和內(nèi)封閉箱3之間，且熱交換器的頂端和底端分別與外封閉箱2的內(nèi)壁和內(nèi)封閉箱3的外壁相連。如此，即相當(dāng)于熱交換器將排吸部件4包圍住，熱交換器、外封閉箱2的內(nèi)壁、內(nèi)封閉箱3的外壁三者形成了一個密閉空間(當(dāng)然熱交換器能允許冷卻介質(zhì)6進入)，而排吸部件4設(shè)置在該密閉空間內(nèi)。如此，通過熱交換器的環(huán)繞設(shè)置方式保證冷卻介質(zhì)6在進入內(nèi)封閉箱3內(nèi)時必須首先經(jīng)過冷卻部件5。
[0029]綜上所述，本發(fā)明所提供的超級電容的散熱裝置，通過內(nèi)封閉箱3容納、安裝超級電容I，通過外封閉箱2的作用隔絕外界影響，通過冷卻介質(zhì)6吸收超級電容I發(fā)散的熱量，再通過冷卻部件5對冷卻介質(zhì)6進行熱交換處理，最后通過排吸部件4將冷卻介質(zhì)6吸入，吹出到內(nèi)封閉箱3內(nèi)。在此期間，冷卻介質(zhì)6的流動方向是:在外封閉箱2和內(nèi)封閉箱3之間流動，然后朝著排吸部件4所在的方向流動，途中經(jīng)過冷卻部件5的作用，然后進入到內(nèi)封閉箱3內(nèi)，流經(jīng)超級電容I的表面后，從內(nèi)封閉箱3的出風(fēng)口處流出，再回到外封閉箱2和內(nèi)封閉箱3之間的空間。如此周而復(fù)始地循環(huán)，利用冷卻介質(zhì)6通過冷熱強制對流的方式對超級電容I進行散熱，即使在外界惡劣環(huán)境的影響下，本發(fā)明所提供的超級電容I的散熱裝置也能正常運作，相比于現(xiàn)有技術(shù)中的通風(fēng)散熱方法，本發(fā)明大幅提高了超級電容I的散熱效果。
[0030]進一步地，本實施例中的外封閉箱2和內(nèi)封閉箱3均為方形結(jié)構(gòu)，即長方體或立方體的箱體結(jié)構(gòu)。排吸部件4就設(shè)置在內(nèi)封閉箱3的其中一個平面上，在內(nèi)封閉箱3的另一個平面設(shè)置有出風(fēng)口。優(yōu)選地，內(nèi)封閉箱3上排吸部件4所在的平面和前述設(shè)置有出風(fēng)口的平面相對。如此設(shè)置，冷卻介質(zhì)6在進入內(nèi)封閉箱3內(nèi)后，能夠較均勻地全面覆蓋超級電容1，提高了散熱效率。
[0031]此外，為了使操作人員能夠準確得知內(nèi)封閉箱3內(nèi)超級電容I的實際發(fā)熱和散熱情況，本實施例在內(nèi)封閉箱3內(nèi)設(shè)置了溫度傳感器。不僅如此，本實施例還在內(nèi)封閉箱3內(nèi)設(shè)置了控制單元，該控制單元能夠根據(jù)溫度傳感器所采集到的溫度數(shù)據(jù)發(fā)出指令，控制所述排吸部件的風(fēng)速和所述冷卻部件的溫度，從而實現(xiàn)對超級電容箱體內(nèi)溫度的實時控制，使其處于超級電容I的最佳工作溫度區(qū)間。
[0032]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種超級電容的散熱裝置，用于超級電容(1),其特征在于，包括外封閉箱(2).內(nèi)置于所述外封閉箱⑵且用于容納所述超級電容⑴的內(nèi)封閉箱(3),且所述內(nèi)封閉箱⑶上設(shè)置有出風(fēng)口 ；所述內(nèi)封閉箱(3)的壁面上設(shè)置有連通所述外封閉箱(2)與所述內(nèi)封閉箱(3)的排吸部件(4),且冷卻部件(5)包裹著所述排吸部件⑷的入口 ；所述外封閉箱(2)和所述內(nèi)封閉箱⑶內(nèi)充滿冷卻介質(zhì)(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，所述排吸部件(4)為風(fēng)扇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，所述冷卻部件(5)為熱交換器，所述熱交換器環(huán)繞設(shè)置在所述排吸部件(4)的入口周圍，且所述熱交換器的頂端和底端分別與所述外封閉箱⑵的內(nèi)壁和所述內(nèi)封閉箱⑶的外壁相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，所述冷卻介質(zhì)(6)為空氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，所述內(nèi)封閉箱(3)內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器，以及根據(jù)所述溫度傳感器獲得的實時溫度數(shù)據(jù)控制所述排吸部件(4)的風(fēng)速和所述冷卻部件(5)的溫度的控制單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱裝置，其特征在于，所述外封閉箱(2)與所述內(nèi)封閉箱(3)均為方形結(jié)構(gòu)，所述排吸部件⑷設(shè)置在所述內(nèi)封閉箱⑶的其中一個平面上，且所述內(nèi)封閉箱(3)的其余平面中的一個平面上設(shè)置有出風(fēng)口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的散熱裝置，其特征在于，所述內(nèi)封閉箱(3)上，所述排吸部件(4)所在的平面與所述設(shè)置有出風(fēng)口的平面相對。
8.一種超級電容，包括殼體和設(shè)置于所述殼體外部的散熱裝置，其特征在于，所述散熱裝置為權(quán)利要求1一7任一項所述的散熱裝置。
【文檔編號】H01G2/08GK104465075SQ201410776542
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】張俊, 蔣忠城, 呂繼方, 王先鋒, 彭鈞敏, 楊穎
申請人:南車株洲電力機車有限公司