一種帶快速接口和報警記憶功能的超級電容模組的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種帶快速接口和報警記憶功能的超級電容模組，屬于一種能實現快速充電、放電的高效蓄能設備，充放電主回路出線采用光伏公母接頭，報警控制輸出線采用防水多芯公母插頭，上部蓋板上還有報警指示燈以及報警復位按鈕，在所述的控制板上的控制電路采用內部的超級電容的蓄能作為電源，控制板采用隔離型DC/DC穩壓電源裝置作為報警電路直流電源，控制板上的報警電路上有用于報警記憶的自保持型繼電器。這種超級電容模組，提高了檢修效率和降低了故障停機時間；有助于在停機后及時查找故障點，提高檢修效率，及時徹底消除故障隱患；系統不必再配備控制電源，并提高了器件抗干擾能力。結構合理、安全可靠、使用維護靈活方便。
【專利說明】一種帶快速接口和報警記憶功能的超級電容模組

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種超級電容模組,是一種能實現快速充電、放電的高效蓄能設備，主要應用于電力工業、新能源汽車工業等領域。

【背景技術】
[0002]目前在風電行業廣泛采用蓄電池進行變槳系統的能量存儲，在電力系統出現故障時為變槳系統提供后備電源，以確保發電設備安全停車。而在新能源汽車工業中，作為輔助動力，也用到蓄能裝置進行多余能量的存蓄，如將減速制動的能量存儲起來，可有效節約能源，提高能效比。眾所周知，蓄電池的充放電效率比較低，而且充放電速度、使用壽命都制約著能源的利用效率。隨著超級電容技術的發展，電容存蓄電量越來越大，采用超級電容的快速充放電性能進行能量存儲逐步得到認可。
[0003]在常規超級電容模組設計中，必須對電容單體進行充電平衡控制和過溫、過壓、反接保護。一般采用如下設計模式:1、配置大功率接線端子作為充放電電流接線終端；2、采用小型拔插端子作為報警控制輸出；由于電容模組一般多個為一組，報警輸出多采用串聯或并聯方式以節省控制測點數量。3、報警電路多采用光電隔離的晶體管輸出形式；4、需要外部控制電源供電。
[0004]常規模式存在如下缺點:1、配線質量要求高，占用大量人工，并降低了系統的可靠性；2、配線誤操作造成電容極性反接會導致電容單體損壞；3、必須配備外部直流電源以供給報警電路使用；4、晶體管輸出需要外部轉換處理；5、多個模組的報警輸出采用串聯或并聯接法，在發生報警停機后，無法準確判斷哪一個模組發生了故障，導致隱患不能準確清除。6、主動平衡電路雖然具有高效、蓄電量大等特點，但電路過于復雜，可靠性降低，一旦發生故障會造成系統停機。


【發明內容】

[0005]本實用新型所要解決的技術問題是，克服以上不足和缺陷，在充分滿足電容單體控制需要的基礎上，組成一種結構合理、安全可靠、使用維護靈活方便的新型超級電容模組。
[0006]本實用新型是這樣實現的，一種帶快速接口和報警記憶功能的超級電容模組，它有箱體，箱體上面有上部蓋板，箱體內有主電路板及控制板，超級電容安裝在主電路板上，它還有主動平衡電路和被動平衡電路，在所述的上部蓋板上，充放電主回路出線采用光伏公母接頭，報警控制輸出線采用防水多芯公母插頭，上部蓋板上還有報警指示燈以及報警復位按鈕，在所述的控制板上的控制電路采用內部的超級電容的蓄能作為電源，控制板采用隔離型DC/DC穩壓電源裝置作為報警電路直流電源，控制板上的報警電路上有用于報警記憶的自保持型繼電器。
[0007]在所述的報警電路上，復位按鈕與自保持型繼電器上的第一線圈J-R串聯后，與串聯后的電阻、報警指示燈、自保持型繼電器上的第一常開觸點J-2并聯在一起，報警電路直流電源的正極接在復位按鈕與電阻之間，負極接在第一線圈J-R、第一常開觸點J-2之間，自保持型繼電器上的第二線圈J-S與二極管并聯后串接在驅動電路上，自保持型繼電器上的第二常開觸點J-1兩端作為報警輸出端子。
[0008]在所述的報警電路直流電源上，隔離型DC/DC穩壓電源裝置的輸入端經二極管與超級電容電連接在一起，隔離型DC/DC穩壓電源裝置的輸出端子之間跨接有假負載電阻和電容。
[0009]采用上述結構的超級電容模組，其明顯效果在于:1、使用防反插的專用接插件，不僅可以大大提高裝配效率、提高接駁可靠性，更可有效防止線路反接導致的器件損壞。更換電容模組不必再拆線，可直接拔插，提高了檢修效率和降低了故障停機時間。2、采用專門電路解決了報警信號記憶問題，即使在系統長期停機，電源消耗完后仍能保證記憶故障狀態，有助于在停機后及時查找故障點，提高檢修效率，可及時徹底消除故障隱患。3、采用專門設計的內部電源自供電電路，使得系統不必再配備控制電源，并提高了器件抗干擾能力，簡化了電源配線。結構合理、安全可靠、使用維護靈活方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型結構中的光伏公母接頭結構的示意圖。
[0011]圖2是本實用新型結構中的防水多芯公母插頭結構的示意圖。
[0012]圖3本實用新型中的上部蓋板結構的俯視圖。
[0013]圖4是多個超級電容模組串接后的示意圖。
[0014]圖5是本實用新型中的主電路板結構的示意圖。
[0015]圖6是本實用新型中的控制板結構的示意圖。
[0016]圖7本實用新型中的報警電路的電原理圖。
[0017]圖8是本實用新型中的報警電路直流電源的電原理圖。

【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖給出的實施例進一步說明本實用新型。
[0019]如附圖所示，本實用新型之一種帶快速接口和報警記憶功能的超級電容模組，它有箱體20，箱體上面有上部蓋板15，箱體內有主電路板13及控制板6，超級電容5安裝在主電路板上，它還有主動平衡電路14和被動平衡電路17，在所述的上部蓋板15上，充放電主回路出線采用光伏公母接頭1，報警控制輸出線采用防水多芯公母插頭2，上部蓋板上還有報警指示燈3以及報警復位按鈕4，在所述的控制板6上的控制電路采用內部的超級電容5的蓄能作為電源，控制板6采用隔離型DC/DC穩壓電源裝置7作為報警電路直流電源，控制板上的報警電路上有用于報警記憶的自保持型繼電器8。
[0020]光伏公母接頭I通過焊接形式與導線9連接，導線穿過上部蓋板15后再焊接到主電路板13上。正極使用公插頭，負極采用母插頭，該接頭帶有自鎖機構不會脫開，確保了串聯相接時不會導致極性反接和螺絲松動導致的接觸不良，同時大大提高了配線效率。
[0021]防水多芯公母插頭2通過焊接形式與導線9連接，導線穿過上部蓋板15后再焊接到主電路板13上。輸入使用公插頭，輸出采用母插頭，該插頭帶有鎖緊螺母不會脫開，確保了串聯相接時不會導致線序錯誤和螺絲松動導致的接觸不良，同時大大提高了配線效率。
[0022]主動平衡電路14安裝在控制板6上，被動平衡電路17和超級電容5安裝到主電路板13上,主電路板和控制板通過接口 16連接。拆除控制板后因主電路板13仍含有被動平衡電路，仍可正常工作，不會停機。
[0023]在所述的報警電路上，報警復位按鈕4與自保持型繼電器8上的第一線圈J-R串聯后，與串聯后的電阻18、報警指示燈3、自保持型繼電器8上的第一常開觸點J-2并聯在一起，報警電路直流電源的正極接在報警復位按鈕4與電阻18之間、負極接在第一線圈J-R、第一常開觸點J-2之間，自保持型繼電器8上的第二線圈J-S與第一二極管12并聯后串接在驅動電路19上，自保持型繼電器8上的第二常開觸點J-1兩端作為報警輸出端子。自保持繼電器8焊接到控制板6上，輸入端配備了第一二極管12作為續流二極管，防止繼電器釋放時產生的反向電壓擊穿驅動晶體管。第二常開觸點J-1用于直接輸出，第一常開觸點用于控制報警指示燈3進行報警指示。采用自保持型繼電器，即使在系統長期停機，電源消耗完后仍能保證記憶故障狀態，有助于在停機后及時查找故障點。報警指示燈可采用發光二極管。驅動電路的具體電路結構與現有的超級電容模組上的相同，不再詳述。
[0024]在所述的報警電路直流電源上，隔離型DC/DC穩壓電源裝置7的輸入端經二極管10與超級電容5連接在一起，隔離型DC/DC穩壓電源裝置的輸出端子之間跨接有假負載電阻11和電容C。隔離型DC/DC穩壓電源裝置7焊接到控制板6上，輸入端通過二極管10接入，可防止電容反向充電時導致的模塊損壞。輸出端采取濾波措施，并配置了假負載電阻11，確保電源不會因空載導致損壞，并提升了電源品質和抗干擾能力。
[0025]如圖4所示，采用快速接線板后僅需2根信號電纜和2根電源線。而在傳統接法中，每塊模組最少需要18根單芯線，包括2根主線和16根控制線。
【權利要求】
1.一種帶快速接口和報警記憶功能的超級電容模組，它有箱體(20)，箱體上面有上部蓋板(15 )，箱體內有主電路板(13 )及控制板(6 )，超級電容(5 )安裝在主電路板上，它還有主動平衡電路(14)和被動平衡電路(17)，其特征在于，在所述的上部蓋板(15)上，充放電主回路出線采用光伏公母接頭(1)，報警控制輸出線采用防水多芯公母插頭(2)，上部蓋板上還有報警指示燈(3 )以及報警復位按鈕(4 )，在所述的控制板(6 )上的控制電路采用內部的超級電容(5)的蓄能作為電源，控制板(6)采用隔離型DC/DC穩壓電源裝置(7)作為報警電路直流電源，控制板上的報警電路上有用于報警記憶的自保持型繼電器(8 )。
2.如權利要求1所述的帶快速接口和報警記憶功能的超級電容模組，其特征在于，在所述的報警電路上，報警復位按鈕(4)與自保持型繼電器(8)上的第一線圈J-R串聯后，與串聯后的電阻(18)、報警指示燈(3)、自保持型繼電器(8)上的第一常開觸點J-2并聯在一起，報警電路直流電源的正極接在報警復位按鈕(4)與電阻(18)之間，負極接在第一線圈J-R、第一常開觸點J-2之間，自保持型繼電器(8)上的第二線圈J-S與第一二極管(12)并聯后串接在驅動電路(19)上，自保持型繼電器(8)上的第二常開觸點J-1兩端作為報警輸出端子。
3.如權利要求1或2所述的帶快速接口和報警記憶功能的超級電容模組，其特征在于，在所述的報警電路直流電源上，隔離型DC/DC穩壓電源裝置(7)的輸入端經二極管(10)與超級電容(5)電連接在一起，隔離型DC/DC穩壓電源裝置的輸出端子之間跨接有假負載電阻(11)和電容C。
【文檔編號】H01G11/74GK203839210SQ201420210793
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年4月28日 優先權日:2014年4月28日
【發明者】畢義軍 申請人:濱州新大新機電科技有限公司