專利名稱：矩陣式超級(jí)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(jí)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(gè)移動(dòng)U盤。尤其是在電源領(lǐng)域，更少不了電容，對(duì)于電容要求容量大的情況下，通常的方式是將若干個(gè)單體電容組合成一個(gè)超級(jí)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(jí)電容工況條件惡劣，溫度交替變化幅度大、震動(dòng)劇烈從而導(dǎo)致電容運(yùn)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(jí)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(duì)現(xiàn)有超級(jí)電容的改進(jìn)，提供一種矩陣式超級(jí)電容。本發(fā)明給出的這種矩陣式超級(jí)電容，包含至少一個(gè)電容矩陣，而電容矩陣又包含至少一個(gè)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(gè)單體電容5。主基板1上有若干個(gè)凹窩6，若干個(gè)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(gè)與凹窩6相對(duì)應(yīng)的臺(tái)階式通孔7，若干個(gè)單體電容5的頂部分別插入臺(tái)階式通孔7，單體電容5的電極穿過所述的臺(tái)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(gè)整體。進(jìn)一步地，在所述的每一個(gè)凹窩6內(nèi)放置一個(gè)阻燃硅橡膠防震墊圈9。又進(jìn)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(tái)階式通孔 7與單體電容5的頂部形成過渡配合。更進(jìn)一步地，當(dāng)電容矩陣多于1個(gè)時(shí)，電容矩陣之間并聯(lián)，還可以是串聯(lián)。還進(jìn)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(dāng)超級(jí)電容模塊的個(gè)數(shù)大于2時(shí)，每個(gè)超級(jí)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(hù)性和坦克化，模塊化，集成化的三高三化特點(diǎn)。


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(shí)施例方式實(shí)施方式一使用模具鑄造或機(jī)床加工單面具有蜂窩狀凹窩的主基板，材質(zhì)為高強(qiáng)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(gè)，凹窩的直徑與高性能電容單體的直徑工差為士0. 5mm,每個(gè)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(gè)在標(biāo)準(zhǔn)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(gè)凹窩內(nèi)。使用模具鑄造或機(jī)床加工具有臺(tái)階式通孔的副基板，材質(zhì)為高強(qiáng)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(tái)階式通孔的數(shù)量也為8X 10 = 80個(gè)， 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(gè)單體電容的上端均已分別插入副基板的80個(gè)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(gè)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(gè)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(jī)床加工蓋板，為了保證整體的強(qiáng)度，材質(zhì)也為高強(qiáng)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(gè)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(gè)電容單體的線路板固定成一個(gè)整體。此設(shè)計(jì)是最佳的防止電容震動(dòng)的方法之一，可有效地防止因電容震動(dòng)造成的接觸不良，以及在風(fēng)槳在運(yùn)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(jí)電容的高可靠性免維護(hù)性。實(shí)施方式二 參照圖1 圖5。使用模具鑄造或機(jī)床加工雙面具有蜂窩狀凹窩的主基板，材質(zhì)為高強(qiáng)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(gè)，雙面共計(jì)84個(gè)，凹窩的直徑與高性能電容單體的直徑工差為士0. 5mm，每個(gè)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(gè)在標(biāo)準(zhǔn)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(gè)凹窩內(nèi)。使用模具鑄造或機(jī)床加工具有臺(tái)階式通孔的副基板2個(gè)，材質(zhì)為高強(qiáng)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(tái)階式通孔的數(shù)量也為6X7 = 42 個(gè)，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(gè)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(gè)單體電容的上端均已分別插入副基板的42個(gè)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(gè)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(gè)整體，形成超級(jí)電容，2塊線路板通過螺釘固定在2個(gè)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(gè)副基板固定并引到外部，使用模具鑄造或機(jī)床加工蓋板2個(gè)，為了保證整體的強(qiáng)度，材質(zhì)也為高強(qiáng)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(gè)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(gè)蓋板、2個(gè)副基板、1個(gè)主基板連同內(nèi)部的84 個(gè)電容單體的2塊線路板固定成一個(gè)整體。此設(shè)計(jì)是最佳的防止電容震動(dòng)的方法之一，可有效地防止因電容震動(dòng)造成的接觸不良，以及在風(fēng)槳在運(yùn)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(jí)電容的高可靠性免維護(hù)性。實(shí)施方式三8個(gè)通過上述實(shí)施方式一得到的矩陣式超級(jí)電容的線束并聯(lián)，得到一個(gè)容量更大的矩陣式超級(jí)電容。實(shí)施方式四6個(gè)通過上述實(shí)施方式二得到的矩陣式超級(jí)電容的線束串聯(lián)，得到一個(gè)耐壓更高的矩陣式超級(jí)電容。實(shí)施方式五2個(gè)通過上述實(shí)施方式三得到的矩陣式超級(jí)電容的線束與3個(gè)通過上述實(shí)施方式三得到的矩陣式超級(jí)電容的線束并聯(lián)，得到一個(gè)容量超大、耐壓強(qiáng)度也較大的矩陣式超級(jí)電容。實(shí)施方式六2個(gè)通過上述實(shí)施方式四得到的矩陣式超級(jí)電容的線束與2個(gè)通過上述實(shí)施方式四得到的矩陣式超級(jí)電容的線束并聯(lián)，得到一個(gè)容量超大、耐壓強(qiáng)度也較大的矩陣式超級(jí)電容。實(shí)施方式七4個(gè)通過上述實(shí)施方式三得到的矩陣式超級(jí)電容的線束與2個(gè)通過上述實(shí)施方式四得到的矩陣式超級(jí)電容的線束并聯(lián)，得到一個(gè)容量超大、耐壓強(qiáng)度也較大的矩陣式超級(jí)電容。實(shí)施方式八21個(gè)通過上述實(shí)施方式三得到的矩陣式超級(jí)電容的線束與32個(gè)通過上述實(shí)施方式四得到的矩陣式超級(jí)電容的線束串聯(lián)，得到一個(gè)容量超大、耐壓強(qiáng)度也較大的矩陣式超級(jí)電容。實(shí)施方式九73個(gè)通過上述實(shí)施方式六得到的矩陣式超級(jí)電容的線束與1個(gè)通過上述實(shí)施方式八得到的矩陣式超級(jí)電容的線束并聯(lián)，得到一個(gè)容量超大、耐壓強(qiáng)度也較大的矩陣式超級(jí)電容。實(shí)施方式十57個(gè)通過上述實(shí)施方式九得到的矩陣式超級(jí)電容的線束與1M00個(gè)通過上述實(shí)施方式二得到的矩陣式超級(jí)電容的線束并聯(lián)，得到一個(gè)容量超大、耐壓強(qiáng)度也較大的矩陣式超級(jí)電容。
權(quán)利要求
1.矩陣式超級(jí)電容，它包含至少一個(gè)電容矩陣，所述的電容矩陣包含至少一個(gè)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(gè)單體電容(5)，其特征在于所述的主基板(1)上有若干個(gè)凹窩(6)，若干個(gè)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(duì)應(yīng)的臺(tái)階式通孔(7)，若干個(gè)單體電容(5)的頂部分別插入臺(tái)階式通孔(7)，單體電容(5)的電極穿過所述的臺(tái)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(gè)整體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩陣式超級(jí)電容，其特征在于在所述的凹窩(6)內(nèi)放置一個(gè)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(jí)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(tái)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(jí)電容，其特征在于當(dāng)電容矩陣多于1個(gè)時(shí)，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(jí)電容，其特征在于當(dāng)電容矩陣多于1個(gè)時(shí)，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(jí)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(jí)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(jí)電容，包含至少一個(gè)電容矩陣，而電容矩陣又包含至少一個(gè)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(gè)單體電容。主基板上有若干個(gè)凹窩，若干個(gè)單體電容的底部分別插入凹窩內(nèi)；副基板上有若干個(gè)與凹窩相對(duì)應(yīng)的臺(tái)階式通孔，若干個(gè)單體電容的頂部分別插入臺(tái)階式通孔，單體電容的電極穿過所述的臺(tái)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(gè)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(hù)性和坦克化，模塊化，集成化的三高三化特點(diǎn)。
文檔編號(hào)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