[发明专利]一种电容器与热电池的复合电源

权利要求书

1.一种电容器与热电池的复合电源，其特征在于，包括：上支架(1)、对接板(2)、第一热电池组(3)、八个固定脚(4)、第二热电池组(5)、电容器(6)、隔热板(7)、下支架(9)和支撑板(10)；其中，对接板(2)上设置有：用于连接第一热电池组(3)的接口Ⅰ(11)，用于连接第二热电池组(5)的接口Ⅱ(12)，用于连接支撑板(10)的接口Ⅲ(13)，用于连接上支架(1)的接口Ⅳ(14)，用于连接下支架(9)的接口Ⅴ(15)，以及对外接口(16)；第一热电池组(3)和第二热电池组(5)分别包括：串联的三个相同的热电池；

第一热电池组(3)和第二热电池组(5)分别设置在对接板(2)的左右两侧，并通过八个固定脚(4)固定；支撑板(10)安装在对接板(2)上、设置有第二热电池组(5)的一侧，第二热电池组(5)位于支撑板(10)下方、与支撑板(10)之间留有5mm以上间隙；电容器(6)安装在支撑板(10)上方；隔热板(7)设置在支撑板(10)与电容器(6)之间，用于减缓热电池组工作时发热对电容器的热冲击；上支架(1)通过对接板(2)上设置的接口Ⅳ与对接板(2)对接，下支架(9)通过对接板(2)上设置的接口Ⅴ与对接板(2)对接；其中，上支架(1)和下支架(9)分别用于固定第一热电池组(3)和第二热电池组(5)的电气接口；

其中：电容器(6)采用薄膜电容器，包括：阻燃环氧塑料外壳和四个电容器芯子，灌封环氧树脂，径向引出；薄膜电容器的最小容量为20μF，额定工作电压为750V；其中，电容器(6)的四个电容器芯子采用两串两并结构，形成双路冗余结构的内部电路，当某一个电容器芯子发生断路故障时，电容器(6)的内部电路的支路变成两只电容器芯子串联，此时电容器(6)的总容量为20μF，满足要求；当某一个电容器芯子发生短路故障时，电容器(6)的内部电路的支路变成两只电容器芯子串联再和另一只电容器芯子并联的结构，此时电容器(6)的总容量大于40μF，满足要求；

其中：当热电池组被激活信号激活，外部负载进入工作状态时，负载电流分为两部分，分别由热电池组和电容器提供；同时，通过并联电容器，降低热电池组中各热电池在脉动负载时的输出电流峰值，抑制热电池的电压跌落，相当于热电池等效电阻的降低，提高了热电池的动态响应能力，使热电池在脉动负载时内部损耗降低，放电效率提高，放电时间延长；

其中：对于电容器与热电池的复合电源，有：热电池激活前电解质处于高阻钝态，电阻达兆欧级；当热电池激活时，内阻逐渐下降，电压逐渐升高；热电池激活后，一方面给负载输出电流，另一方面对电容器充电；进行大电流放电时，电容器和热电池同时提供电流，由于电容器的内阻远小于热电池，放电初期电流值主要由电容器承担，随着电容器容量的释放，电压随之下降，承担的电流值也逐渐下降，使更大的电流由热电池提供；当大电流脉冲去除，负载转入恒流放电时，热电池两端的电压快速恢复，高于电容器电压，电池给电容器充电；对于电容器来说，等同于一个一阶电路全响应过程，电容器两端的电压同样以指数形式趋近于恒定值，到恒定值后，电压和电流不再变化，电容相当于开路，电流为零，然后开始下一次循环；电池在给电容器充电的同时，向负载输出电流。

2.根据权利要求1所述的电容器与热电池的复合电源，其特征在于，

对接板(2)采用厚度不小于12mm的铝合金板或厚度不小于5mm的钛合金板；

支撑板(10)采用厚度不小于3mm的U形铝合金板，通过M4螺钉与对接板(2)和电容器(6)连接；

各热电池的金属外壳均采用不锈钢或钛合金材料制作；

固定脚(4)采用不锈钢或钛合金制作；

隔热板(7)采用环氧玻璃布层压板或聚酰亚胺板，厚度不小于1mm；

上支架(1)和下支架(9)采用厚度不小于2mm的铝合金制作得到。