CN103503192B - 用于储能电池模块的托架系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于储能电池模块的托架系统。根据本发明，托架系统包括：托架组件，该托架组件被构造成允许限定整个容纳区域，多个电池模块被以堆叠方式容纳在该容纳区域中；以及多个导轨框架，该导轨框架被以堆叠方式连接到托架组件使得电池模块的底表面的边缘被支撑，其中，电池模块中的每个电池模块的底表面设有导轨紧固部，该导轨紧固部具有相对于导轨框架纵向布置的并且位于联接突起相应地与导轨框架接触的位置处的弹性联接突起，并且当电池模块被安装时，电池模块垂直压配到导轨框架中，因此将导轨紧固部连接到导轨框架。

Description

用于储能电池模块的托架系统
技术领域
本公开涉及一种用于储能电池模块的托架系统，并且更具体地涉及一种如下用于储能电池模块的托架系统，该储能电池模块的托架系统允许单元电池模块的简单组装并且允许建立电网，诸如智能电网或者工业使用或家庭使用的备用电源的储能系统所需的高电压大容量储能系统中的提高的冷却效率。
本申请要求于2011年4月25日在韩国提交的韩国专利申请第10-2011-0038399号的优先权，通过引用将其全部公开并入本文。
背景技术
通常，智能电网被视为下一代电网，该电网将信息技术（IT）应用到现有的电力系统使得智能电网实时观测和控制电网并且通过电力提供商和消费者之间的双向通信优化电网的工作效率。此外，智能电网可以与近来需求量很大的电器，诸如可再生能源发电系统或电动车辆的充电系统联合使用，并且可以通过实时提供消费者的电力使用信息提高电力利用率，因此降低不必要的电力设施投资和温室气体的排放。近来，由于电网的现代化和引发电网的广泛研究的可再生能源的扩张，智能电网获得众多关注。
与智能电网相关的关键技术之一是储能系统。储能系统通过在非高峰期期间存储电力并且在高峰期期间使用存储的电力来提供负载均衡，因此有助于电力设备的有效利用。常规地，将夜间剩余电力转变为水的动能并且存储动能的抽水蓄能发电以及将多个铅酸电池单元串联或并联地彼此组合的化学蓄能方法是常用的。
然而，抽水蓄能发电需要巨大的结构成本，因为它需要大量的水以及特定地理条件。在铅酸电池单元的情况下，由于蓄能密度低，不能建立高电压且大容量的储能系统，与此同时，随着具有高能量密度的锂离子电池的发展，通过使用化学蓄能方法，高电压大容量的储能系统现在是可能的。
使用化学蓄能方法的蓄能系统包括构造为具有高能量密度的锂离子电池的电池模块，并且预定数目的电池模块彼此电连接并且以多层级（stage）的形式装载在托架系统中。
为了装载电池模块，托架系统应该维持一定的温度和湿度、通风良好以及有利于简单维护和维修。
装载有电池模块的常规储能系统的托架系统将在下文参照附图说明。
图1是示出了常规电池模块的托架系统的示意透视图。
如图1中所示，常规托架系统10包括：具有框架11和面板12的托架组件13；以及多个搁板14，预定数目的电池模块1以多层级的形式安装在搁板14上。多个搁板14被固定到托架组件13的框架11以具有多层级的形式。
在常规托架系统10中，因为每个电池模块1的底部直接接触搁板14，所以电池模块1的底部不能通风。此外，在常规托架系统10中，电池模块1被定位成与在搁板14中形成的联接孔15配合，并且通过使用联接构件16诸如螺栓将电池模块1与搁板14固定在一起。然而，该结构需要扩大空间，并且组装该常规托架系统10是不方便的。
发明内容
技术问题
考虑到现有技术中的问题而设计了本公开，并且因此本公开的目的是提供储能电池模块的托架系统，该托架系统允许电池模块被简单地组装在托架系统中并且确保了通过电池模块的底表面的空气路径。
技术方案
为了实现上述目的，本公开提供一种用于储能电池模块的托架系统，该托架系统包括：托架组件，该托架组件被构造成具有能够限定整个容纳区域的形式，多个电池模块以多层级的形式被容纳在容纳区域中；以及多个导轨框架，该导轨框架被联接到托架组件的多个层级上以支撑电池模块的底表面的边缘，其中，该电池模块中的每个电池模块均具有底表面，在该底表面上与导轨框架的纵向方向对应地设置导轨固定部，导轨固定部在接触所述导轨框架的位置处具有弹性联接突起，并且当安装电池模块时，电池模块被沿竖直方向朝向导轨框架按压以将导轨固定部联接到导轨框架。
优选地，电池模块的导轨固定部中的每个导轨固定部通过卡扣配合联接到导轨框架中的每个导轨框架。
优选地，托架组件和导轨框架限定了容纳区域，该容纳区域用于以多层级的形式容纳电池模块并且具有开口侧，并且与导轨框架卡扣配合的电池模块能够通过每个层级的开口侧被拆卸。
优选地，电池模块的导轨固定部可以被布置在导轨框架之间并且具有联接突起向外突出的结构，电池模块的导轨固定部可以被布置在导轨框架外侧并且具有联接突起向内突出的结构。
优选地，导轨框架中的每个导轨框架具有向内凹进的凹槽，并且电池模块的导轨固定部的联接突起的尺寸被形成为插入到每个导轨框架的凹槽中。
优选地，托架组件包括：多个竖直托架框架，该竖直托架框架分别在托架组件的四个角部处沿竖直方向伸长以限定电池模块的整个容纳区域；以及面板，该面板附接到竖直托架框架的外侧，其中，导轨框架中的每个导轨框架的边缘被分别固定到竖直托架框架使得导轨框架具有多层级的形式。
可替代地，托架组件进一步包括：多个水平托架框架，该水平托架框架以多层级的形式分别联接到右竖直托架框架和左竖直托架框架以限定用于装载电池模块的每个层级的高度，其中，导轨框架中的每个导轨框架的边缘被分别固定到水平托架框架使得导轨框架具有多层级形式。
优选地，每个导轨框架的所述边缘的底表面被分别固定到水平托架框架，并且水平托架框架支撑电池模块使得以多层级的形式被容纳的电池模块不能够通过开口侧被拆卸。
优选地，电池模块中的每个电池模块均具有通风槽，该通风槽允许空气在电池模块的顶部和底部之间流动。
有利效果
根据本公开，因为托架系统包括导轨状的搁板，因此在不使用单独的联接构件的情况下，电池模块可以被简单地组装到托架系统中。此外，在不扩大托架系统的空间的情况下，可以确保通过电池模块的底表面的气流路径。换言之，在电池模块的高冷却效率的情况下，可以最优地利用空间，因此提高了采用储能电池模块的蓄能系统的稳定性和可靠性。
附图说明
参照附图，根据下面的实施例的说明，本公开的其它目的和方面将会显而易见，在附图中：
图1是示出了用于电池模块的常规托架系统的示意性透视图；
图2是示出了根据本公开的第一实施例的用于储能电池模块的托架系统的分解透视图；
图3是示出了图2的电池模块的底表面的底部透视图；
图4是示出了图2的导轨框架和安装在导轨框架上的电池模块的各种实施例的局部横截面图；
图5是示出了根据本公开的用于储能电池模块的托架系统中的气流路径的视图；并且
图6是示出了根据本公开的第二实施例的用于储能电池模块的托架系统的分解透视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细说明本公开的优选实施例。在说明之前，应该理解用于说明书和所附权利要求书中的术语不应该被解释成限制在通常的和字典的意思，而应当基于与本公开的技术方面对应的含义和概念，在允许发明人为了最佳说明而适当地限定术语的原则的基础上进行解释。因此，在此提出的说明仅为说明目的而优选的实例，并非旨在限制本公开的范围，所以应该理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，其它的等同物和变型可以在此实施。
图2是根据本公开的第一实施例的用于储能电池模块的托架系统的分解透视图；图3是示出了图2的电池模块的底表面的底部透视图；图4是示出了图2的导轨框架和安装在导轨框架上的电池模块的各种实施例的局部横截面图；图5是示出了根据本公开的用于储能电池模块的托架系统中的气流路径的视图。
参照图2，根据本公开的第一实施例的用于储能电池模块的托架系统100包括：托架组件110，该托架组件110被构造成具有能够限定整个容纳区域的形式，多个电池模块1以多层级的形式被容纳在容纳区域中；和多个导轨框架120，该导轨框架被联接到托架组件110上以支撑电池模块1的底表面的边缘。
同时，尽管没有在图2中示出，托架系统100可以进一步包括用于冷却电池模块1的冷却装置、用于将电池模块1彼此电连接的电线以及用于执行每个电池模块1的充电或放电动作和保护动作的控制器。
本公开的特征在于具有在托架系统100和电池模块1之间的联接结构，所以关于在图2中未示出的部件的细节在这里不再说明。
托架组件110包括多个竖直托架框架111，该竖直托架框架111分别在托架组件110的四个角部处沿竖直方向伸长以限定电池模块1的整个容纳区域，并且为了使导轨框架120具有多层级的形式，导轨框架120的边缘被分别固定到竖直托架框架111。
而且，托架组件110和导轨框架120限定了用于以多层级的形式容纳电池模块1并且具有开口侧的容纳区域，并且在每个层级中至少装载一个电池模块1。
同时，为了保护装载在托架组件110中的电池模块1，托架组件110可以与面板113联接，该面板113附接到竖直托架框架111的外侧以形成托架系统100的外形。
电池模块1包括作为蓄电单元的多个电池可充电单元，并且电池单元被彼此电连接。电池单元包括具有超级电容的双电层电容器，或二次电池诸如锂离子电池、锂聚合物电池、Ni-Cd电池、Ni-MH电池、Ni-Zn电池等。
参照图3，电池模块1包括在其底表面处的导轨固定部200。导轨固定部200与导轨框架120的纵向方向对应地设置并且在接触导轨框架120的位置处具有由弹性材料制成的楔形联接突起210。在该构造中，当安装电池模块1时，电池模块被沿竖直方向朝向导轨框架120按压以通过卡扣配合将导轨固定部200与导轨框架120联接。电池模块1还具有通风槽230使得空气可以在电池模块1的顶表面和底表面之间流动，因此在每个电池模块1中形成允许空气循环的气流通道。被包括在电池模块1中的多个电池单元被安装在设置在相邻的通风槽230之间的电池接纳区（未示出）中。由电池接纳区中的电池产生的热量可以被转移到流过通风槽230的空气。
同时，电池模块1的导轨固定部200和导轨框架120之间的联接可以具有如下结构，在该结构中，导轨固定部200被布置在一对导轨框架120之间并且联接突起210向外突出（图4a）；或具有如下结构，在该结构中，导轨固定部200被布置在一对导轨框架120的外侧并且联接突起210向内突出（图4b）；或具有如下结构，在该结构中，采用具有向内凹进的凹槽的导轨框架120c并且导轨固定部200的联接突起210被形成为插入到导轨框架120c的凹槽中（图4c）。然而，本公开并不限于在图4中所示的导轨固定部的布置和电池模块的联接突起的形状，并且因此显然可以在此应用各种变型。
在本公开中，电池模块1的导轨固定部200通过卡扣配合被联接到导轨框架120，即使电池模块1沿与联接方向相反的方向被拉动，电池模块1也不被拆下。因此，在不单独使用联接构件的情况下，电池模块1可以与托架系统100组装在一起。与此同时，为将电池模块1从托架系统100中拆下，电池模块1可以在导轨框架120上向右或向左滑动使得电池模块1通过位于导轨框架120端部的开口侧被拆卸。这时，尽管电池模块1被保持在固定状态中，但是优选地，单独使用一种用于固定电池模块1的装置，以便支撑放置在导轨框架120的侧面端部的电池模块1，使得电池模块1不通过开口侧从容纳区域拆下。
参照图5，本公开可以确保通过电池模块1的底表面的气流路径。气流通道和在电池模块1的顶部和底部形成的通风槽230一起用以有效地冷却电池模块1。而且，在不扩大与用于装载电池模块1的框架构件分离的独立空间的情况下，可以确保气流路径。
图6是示出根据本公开的第二实施例的用于储能电池模块的托架系统分解透视图。
参照图6，除了被包括在托架组件110内的框架构件以外，根据本公开的第二实施例的用于储能电池模块的托架系统100进一步包括多个水平托架框架112。水平托架框架112以多层级的形式分别成对地联接到竖直托架框架111的右侧和左侧两侧以限定电池模块1的每个层级的高度。
水平托架框架112被分别固定到导轨框架120的底部边缘使得导轨框架120具有多层级形式。水平托架框架112还支撑布置在容纳区域的每个层级中的电池模块1，使得电池模块1不能通过开口侧被拆下。为实现这一点，在电池模块1被装载在底部架上后，水平托架框架112被放置在装载在底部架处的电池模块1的顶部，并且水平托架框架112的高度是可调的或被组装成防止电池模块1的分离。通过使用与上述相同的方法，容纳区域的每个层级顺序地被电池模块1填充，并且因此所有的电池模块1可以被装载在托架系统100中。
根据本公开的托架系统可以被应用于所有类型的电力系统，诸如智能电网的蓄能系统，工业使用、家庭使用、能源充电站使用等的蓄能系统，备份使用的蓄能系统等。
已经详细地说明了本公开。然而，应理解，因为根据详细的描述在本公开的精神和范围内的各种变化和变型对于本领域的技术人员将变得显而易见，所以详细的说明和具体的实例在表示本公开的优选实施例的同时，仅是为了说明的目的给出的。

Claims (7)

1.一种用于储能电池模块的托架系统，包括：
托架组件，所述托架组件被构造成具有能够限定整个容纳区域的形式，在所述容纳区域中以多层级的形式容纳多个电池模块；以及
多个导轨框架，所述多个导轨框架被联接到所述托架组件的多个层级以支撑所述电池模块的底表面的边缘，
其中，所述电池模块中的每个电池模块具有底表面，在所述底表面上与所述导轨框架的纵向方向对应地设置导轨固定部，所述导轨固定部在接触所述导轨框架的位置处具有弹性联接突起，并且当安装所述电池模块时，所述电池模块被沿竖直方向朝向所述导轨框架按压以将所述导轨固定部联接到所述导轨框架，
其中，所述电池模块的所述导轨固定部中的每个导轨固定部通过卡扣配合被联接到所述导轨框架中的每个导轨框架，
其中，所述电池模块的所述导轨固定部被布置在所述导轨框架的外侧并且具有所述联接突起向内突出的结构。
2.根据权利要求1所述的用于储能电池模块的托架系统，其中，所述托架组件和所述导轨框架限定了容纳区域，所述容纳区域用于以多层级的形式容纳所述电池模块并且具有开口侧，并且与所述导轨框架卡扣配合的所述电池模块能够通过每个层级的所述开口侧拆卸。
3.根据权利要求1所述的用于储能电池模块的托架系统，其中，所述导轨框架中的每个导轨框架具有向内凹进的凹槽，并且所述电池模块的所述导轨固定部的所述联接突起的尺寸被形成为插入到每个导轨框架的所述凹槽中。
4.根据权利要求2所述的用于储能电池模块的托架系统，其中，所述托架组件包括：
多个竖直托架框架，所述多个竖直托架框架分别在所述托架组件的四个角部处沿竖直方向伸长以限定所述电池模块的整个容纳区域；以及
面板，所述面板附接到所述竖直托架框架的外侧，
其中，所述导轨框架中的每个导轨框架的边缘被分别固定到所述竖直托架框架，使得所述导轨框架具有多层级的形式。
5.根据权利要求4所述的用于储能电池模块的托架系统，其中，所述托架组件进一步包括：多个水平托架框架，所述多个水平托架框架以多层级的形式分别联接到右竖直托架框架和左竖直托架框架以限定用于装载所述电池模块的每个层级的高度，
其中，所述导轨框架中的每个导轨框架的边缘被分别固定到所述水平托架框架，使得所述导轨框架具有多层级的形式。
6.根据权利要求5所述的用于储能电池模块的托架系统，其中，每个导轨框架的所述边缘的底表面被分别固定到所述水平托架框架，并且
其中，所述水平托架框架支撑电池模块，使得以多层级的形式被容纳的电池模块不能够通过所述开口侧被拆卸。
7.根据权利要求1所述的用于储能电池模块的托架系统，其中，所述电池模块中的每个电池模块均具有通风槽，所述通风槽允许空气在所述电池模块的顶部和底部之间流动。
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