CN102931363B - 绝缘安全型电池模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种二次电源，特别是一种绝缘安全型电池模块，其结构要点在于，还包括有绝缘底座和绝缘顶盖；绝缘底座上方设置有与单体电池数量相同的纵向并排的凹槽，绝缘顶盖包括有绝缘框和绝缘盖板，绝缘框上分布有纵向并排的嵌槽，使绝缘框能够套嵌在该复数个单体电池上，并向上露出电极，绝缘盖板盖覆在绝缘框上，并与绝缘框连接。优点在于，电池模块中设置了绝缘底座和绝缘顶盖而成为一个整体构造，在使用和运行维护方面方便，操作简单。在凹槽或者嵌槽的相邻槽之间均具有绝缘隔板，安全性高。另外，上述的绝缘安全隔离构造在相邻两电池之间留下通风间隔，有利于电池的散热，减小了单体电池之间的温差，延长电池的使用寿命，确保了使用性能。

Description

绝缘安全型电池模块

技术领域

本发明涉及一种二次电源，特别是一种绝缘安全型电池模块。

背景技术

现有技术中，面临环境污染严重、石油资源枯竭、气候变暖等诸多问题，储能技术的研究和发展越来越受到各国能源、交通、电力等部门的重视。电池作为储能的关键部件，直接影响储能系统的性能。由于储能系统所需电池数目较大，通常采用几个单体电池组成电池模块，再通过多个电池模块的组合形成大型储能系统。受到空间的限制，储能系统中的电池均需紧密排列连接，其电极密集的排列在一起，因此在进行电池安装连接的时候，容易出现错接，且由于电池电极之间距离太近，操作时容易出现短接，在操作其中一个电极时，也容易碰触到临近的电池电极，造成人体触电；另外，所有电极和电极之间的连接均裸露在外，因此导致上述的电池模块存在安全隐患问题。

另外，当紧密排列的电池单体以不同倍率充放电时，电池会以不同生热速率产生大量热量，加上时间的积累以及空间的影响会产生不均匀热量聚集，从而导致电池组运行环境温度的复杂多变。由于大量电池的密集布置，中间区域必然会聚集较多热量，而边缘较少，导致电池组间单体电池存在较大温差，加剧电池间内阻、容量等的不一致性。如果长时间积累，会造成部分电池过充和过放，进而影响电池的寿命和性能，并造成安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，而提出一种安全性高、散热性能良好的绝缘安全型电池模块。

本发明是通过以下途径来实现的：

绝缘安全型电池模块，包括有复数个单体电池，其结构要点在于，还包括有绝缘底座和绝缘顶盖；绝缘底座上方设置有与单体电池数量相同的纵向并排的凹槽，每个凹槽大小均与单体电池适配，复数个单体电池置放在该复数个凹槽中；绝缘顶盖包括有绝缘框和绝缘盖板，绝缘框上分布有与单体电池数量相同的纵向并排的嵌槽，该嵌槽与绝缘底座上的凹槽对应，使绝缘框能够套嵌在该复数个单体电池上，并向上露出电极，绝缘盖板盖覆在绝缘框上，并与绝缘框连接。

这样，在原有的由复数个单体电池构成的电池模块中增加绝缘底座和绝缘顶盖，使得电池模块能够成为一个整体构造，这种完全模块化的整体使得所述的电池模块不再外露于空气中，而是采用绝缘底座和绝缘顶盖进行包覆，不但在整体上，而且在模块中的单体电池之间都进行的绝缘隔离，因此消除了安全隐患，具有很好的安全性；另外整体化的电池模块无论是在使用还是运行维护方面都将更为方便，操作更为简单。由于绝缘底座和绝缘框上都设置着与单体电池截面尺寸相适配凹槽或者嵌槽，相邻槽之间均具有绝缘隔板，绝缘框上的嵌槽之间的绝缘隔离板隔离开了单体电池之间的电极，因此在操作时容易进行区分，不易出错，且作为整体的电池模块在多个模块之间进行接线操作时更为简易方便，安全性高。

另外，每个单体电池的上部和下部均与相邻的单体电池通过槽与槽之间的绝缘隔板进行了绝缘隔离，同时在容易发热的中部，相邻两电池之间留下通风间隔，该通风间隔可以作为风冷通道，在运行时带走电池表面的热量，有利于电池的散热，减小了单体电池之间的温差，延长电池的使用寿命，确保了电池的使用性能，提高了电池模块的使用安全性。

本发明可以进一步具体为：

还包括有第一隔板，其立于绝缘框上方并与嵌槽的长度方向垂直，位于单体电池的正极柱和负极柱之间。

每个单体电池均具有正极和负极的电极柱，在电池模块中，正负极柱之间距离很近，在操作中容易同时碰触到正负极，使得电池短路，造成事故；因此，可以进一步在电池模块中通过第一隔板将电池的正负两极隔离开来，确保了电池正负两极之间的绝缘安全隔离。

还包括有第二隔板，其立于绝缘框的边框上方，位于单体电池的正极柱或者负极柱的一侧边。

由于在储能系统中，电池模块组合的单元，因此电池模块与电池模块之间需要组合连接，然而这种的连接经常是串接，只能是正极柱或者负极柱一侧边的连接，另一侧边并无连接，但是在接线中由于电池之间连接非常多，无连接的一侧往往容易被误接造成连接错误，电池短路，因此需要通过第二隔板将无连接的一侧进行绝缘隔断，杜绝了误接和事故，提高了电池模块的安全性能。

第一隔板和第二隔板端部连接形成一体，为“L”型隔板构造。进一步的，该“L”型隔板与绝缘框为一体构造，也可以是分体独立，采用粘结剂或者紧固件进行连接。

本发明还可以进一步具体为：

绝缘盖板的下方为“凸”字型构造的开槽，“凸”字型构造开槽的两肩部各分布有复数个矩形通风孔，“凸”字型构造的两侧边下端设有内凸倾斜角，该内凸倾斜角与所述的绝缘框配合连接。

绝缘盖板的下半部用于连接绝缘框，上半部用于为电池之间的连接件提供装配空间和散热空间，所述的矩形通风孔能够为电池连接件的发热提供冷却通道，从而为电池模块提供更全面的散热条件，进一步提高其安全性和散热性能。

所述的“凸”字型构造开槽的两肩部各分布的复数个矩形通风孔为对称分布结构。

左右对称的矩形通风孔经由绝缘盖板上半部的散热空间形成左右贯通的散热通道，带走电池上的连接件的热量。

每个肩部上分布的矩形通风孔数量同电池模块所拥有的电池单体，也就是说，每个电池单体都能够对应一对的矩形通风孔作为其散热通道。

由于电池模块还需要与其他电池模块进行连接，因此为了不影响电池模块之间的连接，需要根据连接的位置减少一个矩形通风孔，该位置成为绝缘盖板的一个缺口，为了便于绝缘盖板的生产和通用性，因此：

所述的“凸”字型构造开槽的两肩部中的其中一肩部的肩角为侧向开放式缺口，而其他部分则分布有矩形通风孔。

具体的，可以是有两种通用形式：一种是在开槽的左肩前角设置开放式缺口，另一种则对应与前一种方式，在右肩前角设置开放式缺口，这两种的结构能够通过旋转可以使得绝缘盖板在电池模块的任何一个肩角提供一个开放式缺口，便于电池模块之间的连接。

一个开放式缺口的宽度与一个矩形通风孔宽度一致，这样，与该开放式缺口对应的另一肩角上的矩形通风孔就可与其进行对应，形成散热通道，而其他部分的矩形通风孔仍可左肩与右肩的一一对应。

本发明还可以进一步具体为：

所述的绝缘底座和绝缘顶盖均采用ABS材料制成。

ABS材料是指Acrylonitrile Butadiene Styrene，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物。ABS材料既有良好的绝缘性又有一定的硬度，能够满足较重的电池单体的容纳。

绝缘底座的下底部具有复数根纵向、横向以及斜向的加强筋。

复数根纵向、横向以及斜向的加强筋使得绝缘底座呈现一种多槽结构，这样在减轻重量的同时，使绝缘底座具有较高的强度，能够使绝缘底座对电池有足够的支撑作用。

综上所述，本发明提供了一种绝缘安全型电池模块，其为复数个单体电池提供绝缘底座和绝缘顶盖，使得电池模块能够成为一个整体构造，这种完全模块化的整体使得所述的电池模块不再外露于空气中，而且在模块中的单体电池之间都进行的绝缘隔离，因此具有很好的安全性；另外整体化的电池模块无论是在使用还是运行维护方面都将更为方便，操作更为简单。在凹槽或者嵌槽的相邻槽之间均具有绝缘隔板，因此在操作时容易进行区分，不易出错，且作为整体的电池模块在多个模块之间进行接线操作时更为简易方便，安全性高。另外，上述的绝缘安全隔离构造还带来如下意料之外的技术效果：每个单体电池的上部和下部均与相邻的单体电池通过槽与槽之间的绝缘隔板进行了绝缘隔离，同时在容易发热的中部，相邻两电池之间留下通风间隔，该通风间隔可以作为风冷通道，在运行时带走电池表面的热量，有利于电池的散热，减小了单体电池之间的温差，延长电池的使用寿命，确保了电池的使用性能。

附图说明

图1为本发明所述绝缘安全型电池模块的结构示意图；

图2为本发明所述绝缘安全型电池模块中绝缘底座俯视结构示意图；

图3为本发明所述绝缘安全型电池模块中绝缘底座仰视结构示意图；

图4为本发明所述电池单体的结构示意图；

图5为本发明所述绝缘安全型电池模块中绝缘框的俯视结构示意图；

图6为本发明所述绝缘安全型电池模块中绝缘框的仰视结构示意图；

图7为本发明所述L型隔板不同设置方向的绝缘框的俯视结构示意图；

图8为本发明所述绝缘安全型电池模块中绝缘盖板的结构示意图；

图9为本发明所述绝缘盖板一肩部设有开放式缺口时的结构示意图；

图10为本发明所述由绝缘框和绝缘盖板组成绝缘顶盖的结构示意图。

下面结合附图对本发明做进一步描述。

具体实施方式

最佳实施例：

参照附图1，绝缘安全型电池模块，包括有三个单体电池1，一个绝缘底座2和一个绝缘顶盖，绝缘顶盖包括有绝缘框3和绝缘盖板4。下面一一详细描述绝缘底座2和绝缘顶盖的具体结构。

在附图1的基础上参照附图2和附图3，绝缘底座2上设有3个并排的凹槽21（见附图2），槽的长度和宽度与单体电池（单体电池的具体结构见附图4）部分匹配，该凹槽21起到对单体电池1定位的作用，绝缘底座2的下部设有不同方向的加强筋22（见图3），在减轻重量的同时，具有较高的强度，对电池起到足够的支撑作用。

在附图1、4的基础上参照附图5和附图6，绝缘框3设有纵向并排的3个嵌槽31，该嵌槽31与绝缘底座2上的凹槽相对应，用于嵌放单体电池，长度和宽度与单体电池1部分匹配，起到对单体电池1定位的作用，单体电池的极柱11外露到绝缘框3的上方。绝缘框3上面中间设有L型隔板32， L 型隔板32的横板与嵌槽31的长度方向垂直，其上设有3个与嵌槽31相对应的开口槽，开口端对应嵌槽31方向，这样单体电池的上端面就不会因为L型隔板而受到阻碍；L 型隔板32纵板置于绝缘框3左端面后方，如图5所示；也可以根据需要将L 型隔板32纵板置于绝缘框3左端面前方，如图7所示。或者根据需要置于绝缘框3右端面前方或者后方。

参照附图8，绝缘盖板4的下方为“凸”字型构造的开槽41，“凸”字型构造开槽的两肩部各分布有3个矩形通风孔42，并左右对称，一一对应到3个单体电池上，这样，左右对称的矩形通风孔42经由绝缘盖板上半部的散热空间形成左右贯通的散热通道，带走电池上的连接件的热量。左右两侧边下端设有内凸倾斜角43，内侧设有4个小突起（图中未示出），与绝缘框3配合时起到定位的作用。

考虑到电池模块与其他模块的配合连接，因此，绝缘盖板4还可以如附图9所示，在所述的“凸”字型构造开槽的两肩部中的其中一肩部的肩角为侧向开放式缺口44，而其他部分的矩形通风孔不变。开放式缺口的宽度与一个矩形通风孔宽度一致，这样，与该开放式缺口对应的另一肩角上的矩形通风孔就可与其进行对应，形成散热通道，而其他部分的矩形通风孔仍可左肩与右肩的一一对应。

参照附图10，将绝缘盖板4盖覆在绝缘框3上，并通过内凸倾斜角43扣在绝缘框3的下侧沿上，并与内侧的小突起配合实现二者的固定连接，从而组成绝缘顶盖。

如附图1所示，所述的绝缘底座和绝缘顶盖均采用ABS材料制成。ABS材料既有良好的绝缘性又有一定的硬度，能够满足较重的电池单体的容纳。

本发明未述部分与现有技术相同。

Claims (5)

1.绝缘安全型电池模块，其特征在于，还包括有绝缘底座和绝缘顶盖；绝缘底座上方设置有与单体电池数量相同的纵向并排的凹槽，每个凹槽大小均与单体电池适配，复数个单体电池置放在该复数个凹槽中；绝缘顶盖包括有绝缘框和绝缘盖板，绝缘框上分布有与单体电池数量相同的纵向并排的嵌槽，该嵌槽与绝缘底座上的凹槽对应，使绝缘框能够套嵌在该复数个单体电池上，并向上露出电极，绝缘盖板盖覆在绝缘框上，并与绝缘框连接，

还包括有第一隔板和第二隔板，第一隔板立于绝缘框上方并与嵌槽的长度方向垂直，位于单体电池的正极柱和负极柱之间；第二隔板立于绝缘框的边框上方，位于单体电池的正极柱或者负极柱的一侧边；第一隔板和第二隔板端部连接形成一体，为“L”型隔板构造；

绝缘盖板的下方为“凸”字型构造的开槽，“凸”字型构造开槽的两肩部各分布有复数个矩形通风孔，“凸”字型构造的两侧边下端设有内凸倾斜角，该内凸倾斜角与所述的绝缘框配合连接。

2.根据权利要求1所述的绝缘安全型电池模块，其特征在于，所述的“凸”字型构造开槽的两肩部各分布的复数个矩形通风孔为对称分布结构。

3.根据权利要求1所述的绝缘安全型电池模块，其特征在于，所述的“凸”字型构造开槽的两肩部中的其中一肩部的肩角为侧向开放式缺口，而其他部分则分布有矩形通风孔。

4.根据权利要求1所述的绝缘安全型电池模块，其特征在于，所述的绝缘底座和绝缘顶盖均采用ABS材料制成。

5.根据权利要求1所述的绝缘安全型电池模块，其特征在于，绝缘底座的下底部具有复数根纵向、横向以及斜向的加强筋。