专利名称：一种具有安全预警功能的电容器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力存储装置领域，尤其涉及一种具有安全预警功能的电容器。
背景技术：
电容器的工作温度直接决定了电容器的寿命，一方面可通过改善散热措施来降低温度，另一方面可降低电容器的ESR (等效串联电阻)，但即使是具有极低ESR (I毫欧)的薄膜电容器，在通过有效值为数百甚至上千安培的电流时，仍然会产生很大的热量，这些热量因释放不足会在电容器内部积聚，造成温度升高，内部压力过大，薄膜变形，甚至导致电容器损坏。基于现有的材料和工艺，降低ESR的空间有限，因此将重点放在如何通过改进结构和增加散热系统来加快热量的交换。通常的做法是测量电容器的表面温度，从而估计电容器的运行情况，然而，电容器存在内外温差及内部压力，因此有必要更为精确的测量电容器内部的实际情况，以真实反映电容器使用状况，并依据测量结果做出相应措施，确保系统正常工作。
发明内容本实用新型为解决无法得知电容器内部实际情况的技术问题，提供一种能实时反映电容器内部温度和压力，具有安全预警功能的电容器。为达到上述目的，本实用新型提供一种具有安全预警功能的电容器，包括外壳、及容纳于外壳内的电容器本体，所述电容器本体包括电容器素子；所述电容器素子包括中心素子，卷绕在中心素子外周面的柔性温度传感器，及卷绕在柔性温度传感器外周面的外素子。优选地，所述电容器本体还包括横向设置于电容器素子外周面的横向压力传感器，及纵向设置于电容器素子至少一端面的纵向压力传感器。优选地，所述电容器本体还包括位于电容器素子两端面的喷金层，所述纵向压力传感器位于喷金层上。优选地，所述中心素子的半径为电容器素子半径的一半。优选地，所述柔性温度传感器为聚酯材料为衬底的金属薄膜温度传感器。优选地，所述柔性温度传感器卷绕中心素子一圈。优选地，所述柔性温度传感器的厚度为O. 001-0. 5mm。优选地，所述柔性温度传感器不超过电容器素子的端面。优选地，所述柔性温度传感器与中心素子之间设有双面胶层或在柔性温度传感器内侧涂覆有胶水。本实用新型的有益效果是柔性温度传感器与电容器素子一起封装在壳体内并且柔性温度传感器位于中心素子和外素子之间，相对于设置在电容器素子表面的温度传感器，能更直接及时监测电容器内部温度，真实反映电容器使用情况，最大限度防止外部温度变化对电容器的影响。
图I是本实用新型提供的具有安全预警功能的电容器的剖视图。图2是本实用新型提供的电容器素子的金属化膜示意图。图3是本实用新型提供的中心素子的示意图。图4是本实用新型提供的中心素子外卷绕柔性温度传感器的示意图。图5是本实用新型提供的电容器素子的示意图。图6是本实用新型提供的电容器素子两端喷金后的示意图。
图中标记I-电容器、2-外壳、3-电容器本体、4-电极、41a/41b-金属接线柱、42-导电板、43底板、5-电容器素子、51-中心素子、52-柔性温度传感器、521-引线、522-密封条、53-外素子、54-金属化膜、541-基膜、542-金属层、61-上喷金层、62-下喷金层、7-横向压力传感器、8-纵向压力传感器、9-环氧树脂。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。参阅图I。一种具有安全预警功能的电容器I，包括外壳2、及容纳于外壳2内的电容器本体3，所述电容器本体3包括电容器素子5 ;所述电容器素子5包括中心素子51，卷绕在中心素子51外周面的柔性温度传感器52，及卷绕在柔性温度传感器52外周面的外素子53。本实用新型的电容器为金属化薄膜电容器，中心素子51和外素子53的卷绕方法为本领域的技术人员所公知，如图2，其均由两个平板状的金属化膜54卷绕而成，所述金属化膜54包括基膜541及设于基膜541上的金属层542,金属层542的一端面与基膜541相应的端面相平齐，另一端面未露出基膜541的相应端面，并且，所述两个金属化膜54的金属层542的露出基膜541的端面分别向相反的方向凸出设置，形成电容器素子5的两极。卷绕后的中心素子如图3所示。不同于现有技术的由两个金属化膜54 —次卷绕成型的电容器素子5，本实用新型的中心素子51卷绕完成后，还需要在中心素子51外周面卷绕一圈柔性温度传感器52，以检测电容器内部的温度，如图4。根据理论知识，现有电容器位于素子外圆与内圆之间的一半处为温度最高的区域，因此优选中心素子51的半径为电容器素子5半径的一半。柔性温度传感器52为本领域技术人员所公知，例如可以选用以聚酯材料(如聚酰亚胺)为衬底的金属薄膜温度传感器，柔性温度传感器52的厚度可以但不限于
O.001-0. 5mm。将柔性温度传感器52卷绕中心素子51 —圈，因此柔性温度传感器52的长度为中心素子51的外周长，这样可以保持卷绕后的电容器素子5等半径。柔性温度传感器52的宽度以不露出电容器素子5的两端面为宜，否则会影响后续喷金。为保持固定，还可以在柔性温度传感器52与中心素子51之间设置双面胶层或在柔性温度传感器52内侧涂覆胶水。将外素子53卷绕在中心素子51和柔性温度传感器52外侧，其卷绕方法同中心素子51的卷绕方法。得到本实用新型的电容器素子示意图，如图5所示。参阅图6，为描述方便，将位于电容器素子5上下两端面的喷金层称为上喷金层61和下喷金层62，上、下喷金层通过在电容器素子5的上、下端面上分别喷金而形成，用于引出电容器素子5的两极。可以理解的是，由于上、下喷金层62用于引出电容器素子5的两极，使用导电率高、热传导好的金属效果更好，但基于金属熔点的考虑，喷金设备一般采用锌丝喷金；另外，对所述上、下喷金层的厚度没有特别的要求。 由于柔性温度传感器需连接到外部设备，因此柔性温度传感器设有引线521，引线从电容器素子一端面引出，为了在喷金时不碰到引线上，先在引线上套设密封条522。参阅图I，电极4包括金属接线柱41a和41b，以及分别与金属接线柱41a和41b连接的导电板42和引出轴(未图示)，其中金属接线柱41a通过导电板42与上喷金层61电连接，金属接线柱41b通过弓丨出轴与下喷金层62电连接，具体是与金属接线柱41b连接的引出轴穿过电容器素子5与位于下喷金层62底部的底板43电连接。优选电容器本体还包括在电容器素子外周面即外素子53的侧面横向设置的横向压力传感器7，所谓横向设置是指横向压力传感器7沿外素子53的圆周方向设置，以感应电容器素子5在径向上膨胀所产生的应力。所述横向压力传感器7的类型不受限制，可以是柔性的也可以是刚性的，尺寸也不受限制，只要设置在外素子53上后能放进外壳2中即可，其形状可以是带状。为保持固定，也可以通过双面胶层或胶水将横向压力传感器7粘接在外素子53侧面。为了检测电容器素子5在轴向上膨胀所产生的应力，所述电容器本体还包括在电容器素子5的至少一端面上设置的纵向压力传感器8，优选纵向压力传感器位于喷金层上，本实施例为操作方便，在上喷金层61上设置纵向压力传感器8。所述纵向压力传感器8为本领域技术人员所公知。在上述设置了柔性温度传感器52、横向压力传感器7、纵向压力传感器8的电容器素子5放置到外壳2中，并灌注环氧树脂9密封电容器素子5与外壳2之间的间隙以及外壳2开口。将本实用新型的电容器设置于系统中，并将柔性温度传感器52、横向压力传感器7、纵向压力传感器8的引线连接到系统的控制器中，以上三个传感器将检测到的信号通过引线传送至控制器，控制器将检测到的电容器素子5内部最高温度与设置的温度比较以及电容器素子5的形变参数与设置的值比较，如果检测到温度、压力异常(即超过设定的安全温度值)，控制器就会发出指令切断电容器或启动散热装置，直到电容器温度、压力数值降至安全范围内再继续工作。下面介绍本实用新型电容器的制造方法首先卷绕中心素子51，在中心素子51外卷绕一圈柔性温度传感器52，然后在柔性温度传感器52外卷绕外素子53，形成电容器素子
5。在电容器素子5的两端面喷金，由于柔性温度传感器52设有引线，引线从一端面引出，此时需在从端面引出的引线上包覆密封条522，然后再进行喷金。喷金后，剥落密封条522上的金层。在电容器素子5的外侧面以及上喷金层61上设置横向压力传感器7和纵向压力传感器8，并将金属接线柱41a焊接至导电板42上，导电板42焊接到上喷金层61，以此将金属接线柱41a与上喷金层61电连接；引出轴穿过电容器素子5后，下端与固定于下喷金层62上的底板43焊接，上端与金属接线柱41b焊接，以此将金属接线柱b与下喷金层62电连接。然后将电容器素子5放入外壳2内，将柔性传感器的套有密封条522的引线以及横向压力传感器7和纵向压力传感器8的引线引出到外壳2外，进行灌封，撕开柔性传感器引线上的密封条，露出引线，并将以上三个传感器的引线分别与系统控制器连接。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
权利要求1.一种具有安全预警功能的电容器，包括外壳、及容纳于外壳内的电容器本体，所述电容器本体包括电容器素子；其特征在于所述电容器素子包括中心素子，卷绕在中心素子外周面的柔性温度传感器，及卷绕在柔性温度传感器外周面的外素子。
2.如权利要求I所述的具有安全预警功能的电容器，其特征在于所述电容器本体还包括横向设置于电容器素子外周面的横向压力传感器，及纵向设置于电容器素子至少一端面的纵向压力传感器。
3.如权利要求2所述的具有安全预警功能的电容器，其特征在于所述电容器本体还包括位于电容器素子两端面的喷金层，所述纵向压力传感器位于喷金层上。
4.如权利要求I所述的具有安全预警功能的电容器，其特征在于所述中心素子的半径为电容器素子半径的一半。
5.如权利要求I所述的具有安全预警功能的电容器，其特征在于所述柔性温度传感器为聚酯材料为衬底的金属薄膜温度传感器。
6.如权利要求I所述的具有安全预警功能的电容器，其特征在于所述柔性温度传感器卷绕中心素子一圈。
7.如权利要求I所述的具有安全预警功能的电容器，其特征在于所述柔性温度传感器的厚度为O. 001-0. 5mm。
8.如权利要求I所述的具有安全预警功能的电容器，其特征在于所述柔性温度传感器不超过电容器素子的端面。
9.如权利要求I所述的具有安全预警功能的电容器，其特征在于所述柔性温度传感器与中心素子之间设有双面胶层或在柔性温度传感器内侧涂覆有胶水。
10.如权利要求2所述的具有安全预警功能的电容器，其特征在于所述横向压力传感器为带状。
专利摘要本实用新型提供了一种具有安全预警功能的电容器，包括外壳、及容纳于外壳内的电容器本体，所述电容器本体包括电容器素子；所述电容器素子包括中心素子，卷绕在中心素子外周面的柔性温度传感器，及卷绕在柔性温度传感器外周面的外素子。柔性温度传感器与电容器素子一起封装在壳体内并且柔性温度传感器位于中心素子和外素子之间，相对于设置在电容器素子表面的温度传感器，能更直接及时监测电容器内部温度，真实反映电容器使用情况，最大限度防止外部温度变化对电容器的影响。
文档编号H01G4/40GK202678115SQ20112055169
公开日2013年1月16日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者尹兴良, 杨玮, 刘斯源 申请人:比亚迪股份有限公司