CN110603660B - 包括保持器和可以放置在该保持器中的储能源的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种系统，其包括：保持器；和可以放置在所述保持器中的储能源，特别是可再充电电池，所述储能源各自具有壳体，所述壳体具有侧壁，并且在所述壳体中放置有平行于所述侧壁定向的电极板和包含结合电解质的非织造材料，所述电极板放置在相邻的非织造材料之间。所述保持器包括至少两个支撑件，所述支撑件彼此叠置以如此保持所述储能源，使得所述壳体的平行于所述电极板定向的所述侧壁大致水平定向。至少一个压力元件位于所述支撑件之间并搁置在所述储能源的所述壳体的所述侧壁上，并至少将位于所述保持器顶部的所述储能源的重力传递到位于处于顶部的所述储能源下方的储能源。

Description

包括保持器和可以放置在该保持器中的储能源的系统
技术领域
本发明涉及一种系统，其包括保持器和可以放置在该保持器中的储能源，特别是可再充电电池，这些储能源各自具有壳体，该壳体具有侧壁，并且在该壳体中放置有平行于侧壁定向的电极板和包含结合电解质的非织造材料，这些电极板放置在相邻的非织造材料之间。保持器包括至少两个支撑件，这些支撑件彼此叠置以如此保持储能源，使得壳体的平行于电极板定向的侧壁大致水平定向。
背景技术
从现有技术中已知这样的系统，该系统包括架子状的保持器，所述保持器具有用于收纳所储能源、特别是可再充电电池的若干层。例如从DE202007012635U1中已知这种保持器。这种已知的保持器已经在现有技术中得到了自身验证，并且是用于向普通人员控制的起重车供应电能的能量供应系统的组成部分，这些起重车包括在这种能量供应系统中充电的可更换电池。
包括具有侧壁的壳体的可再充电电池正越来越多地得到使用。在壳体中放置有平行伸展的电极板和至少一种非织造材料，在该非织造材料中设置有结合电解质。电极板设置在相邻的非织造材料之间。这种电池也称为“AGM”电池。为了这种电池的长期可用性，有必要在各个电极板和布置在它们之间并装载有电解质的非织造材料之间始终存在表面接触。为了确保这一点，将包括电极板和非织造材料的板组在压紧状态下插入到电池的壳体中。然而，已经表明，当按预期使用时，电池的壳体会鼓起，因为它们承受不住内部压力。该鼓起导致不能维持电极板和非织造材料的压紧布置，不利的影响是电极板和非织造材料之间的接触减少，导致这种电池的寿命显著降低。例如，这些电池的壳体内的压力会在充电周期期间增加。
此外，从US6641951B1中已知一种用于电池单元的壳体，该壳体可以根据待容纳的电池单元的尺寸和数量具有多个隔室。壳体或隔室必须如此按其几何尺寸来设计，使得电池单元以压紧形式被保持在一起。其中，壳体具有侧向侧壁，即，沿垂直方向对齐的侧壁。这些侧壁应受到保护，以防止在水平方向上鼓起。为此，在壳体内设置有连接两个侧壁的保持元件。该保持元件必须具有适当的抗拉强度，以将侧壁保持在大致垂直定向上。保持元件还必须适合于焊接、结合或机械接合到侧壁内部。
此外，从EP0922308B1中已知一种用于密封铅酸电池的电池单元支撑件。电池单元支撑件具有下部、上部和竖立侧壁并提供电池单元保持区域。该电池保持区域如此被确定尺寸，使得允许紧密配合的铅电池保持区域。多个这样的电池支撑件可以在高度方向上彼此叠置布置以形成电池支撑组件。在高度方向上的上电池支撑件的下部由在高度方向上布置在该电池支撑件下方的相邻电池支撑件的上部支撑。锁定结构形成在电池支撑件的侧壁上，这允许相邻电池支撑件的可拆卸连接。
基于该现有技术并且为了避免上述缺点，本发明的目的是如此设计这种系统，使得尽可能防止电池的壳体的鼓起，并且使得该系统尽可能简单地由几个部件构成。
另外，这种系统越来越多地用于存储来自可再生能源特别是太阳能的电力，以便能够随后、即在稍后的时间点汲取该电力。
发明内容
为了实现上述目的，根据本发明的系统规定的是，至少一个压力元件布置在支撑件之间并搁置在储能源的壳体的侧壁上，并至少将位于保持器顶部的储能源的重力传递到位于处于顶部的储能源下方的储能源。
因此，根据本发明的系统提供了储能源，这些储能源如此布置，使得其重量可以通过压力元件被附加地利用，以抵消壳体在侧壁区域中的任何可能的鼓起。以这种方式设计，储能源可以在电极板和非织造材料之间保持更好的接触，并因此显著延长使用寿命。在此特别有利的是，系统的设计简单，具有相对较少的部件，并且这种系统可以针对其尺寸可变地构造并且适合于各种要求。
为此目的，提供有至少两个彼此叠置布置的支撑件。每个支撑件用于容纳多个例如四个储能源。在支撑件之间布置有压力元件，该压力元件将布置在上支撑件中的储能源的重量传递到布置在下方的储能源的侧壁，使得这些侧壁承受附加的载荷。
因此，根据本发明的系统的支撑件在高度方向上大致松散地彼此叠置。在高度方向上的下支撑件通向在高度方向上布置在其上方的支撑件。因此，布置在两个支撑件之间的压力元件可以搁置在壳体上，即储能源的壳体的侧壁上，这允许将直接的力引入到储能源的壳体中。与现有技术不同，由支撑件施加的重力不作用于在高度方向上布置于其下方的支撑件上，而是直接作用在由该支撑件容纳的储能源上。因此，根据本发明的系统的支撑件不具有下基板和上盖板，所述下基板和上盖板提供了永久压紧的电池板布置，取而代之的是在两个相邻的支撑件之间设置有压力元件，该压力元件通过利用来自高度方向上的上支撑件的重力作用于在高度方向上布置在下方的支撑件的储能源上，从而通过简单的设计同时可靠地防止了储能源的壳体的侧壁的意外鼓起。
本发明的另一个特征是，支撑件具有U形的纵向截面并且各自具有腹板和正交于该腹板布置的腿部，所述腹板和腿部通过加强元件连接，并且压力元件具有型材元件的形式，该型材元件在支撑件的纵向方向上布置在腹板之间并具有用于搁置在储能源的侧表面上的至少一个接触表面。
以这种方式构造，支撑件仅包括三个侧壁和一个加强元件，这使得能够从支撑件的一侧接近储能源。这使得能够例如在出现故障的情况下更换单个储能源而不必拆卸整个系统。如有必要，仅需移除通过螺栓固定在腿部上的加强元件，以便从支撑件移除各个储能源。
此外，规定的是，压力元件设计为在支撑件的纵向方向上布置在腹板之间的型材元件。因此，压力元件在支撑件的整个纵向延伸范围上延伸并因此搁置在支撑件中彼此相邻布置的多个储能源的侧表面上。为此使用型材元件具有的优点是，该型材元件由于型材加工而可以是足够稳定的。为了实现足够的压力传递，形成这种具有搁置在储能源的侧表面上的接触表面的型材元件已经证明是有利的。优选地，这种型材元件可以例如设计成双T形支撑件或设计成各自具有两个接触表面的箱形型材，一个接触表面搁置在下支撑件中的储能源上，一个接触表面与上支撑件中的储能源的侧表面接触。
更换储能源或向根据本发明的系统加载储能源的过程由以下事实予以简化，即，支撑件被分成用于储能源的各个收纳隔室，特别是在收纳隔室之间布置有板状的分离元件。各个收纳隔室由分离元件形成并且彼此分离。可以优选地是板状的分离元件也可以用于加强支撑件。为此，分离元件可以在例如在支撑件的纵向壁上的引导件中被引导，并且可以在必要时被固定在该处。此外，分离元件也可以被支撑在加强元件的区域中。
优选地，彼此叠置布置的支撑件可以如此彼此连接，使得相邻布置的支撑件的相对运动是不可能的。例如，这可以通过彼此叠置布置的支撑件来实现，这些支撑件具有互锁连接元件，例如突出边缘区域和相应的收纳结构。这种设计具有特别的优点是，该系统可以基本上不用附加的螺钉来构造，因为互连的支撑件相对于彼此固定在其位置上并因此不必附加地固定。另外，该系统可以在保持器的最上方的支撑件上方具有盖，该盖具有压力元件，该压力元件搁置在最上方的支撑件的储能源的侧壁上并且将盖的重量至少传递到最上方的支撑件中的储能源。通过选择合适的片材厚度，可以调节盖的重量，使得该盖的重力足以可靠地防止位于支撑件下方的储能源的壳体的膨胀。当然，即使当使用具有相对低的片材厚度的盖时，这也意味着金属盖是优选的，其重量可以通过附加的重量来增加。形成在盖中的压力元件可以与压力元件匹配，因为该压力元件也布置在支撑件之间。附加地或替代地，顶部支撑件本身配备有压力元件。在最终的组装状态下，由最上方的支撑件容纳的储能源从下方压靠由最上方的支撑件提供的压力元件。
另外，本发明的系统可以在腿部的自由端部的区域中提供用前盖关闭的支撑件。这样的前盖不仅在系统的美学设计上具有优势，而且覆盖储能源以保护其免受环境影响和/或操纵。为此目的，例如，前盖可以通过锁定系统连接到系统，使得只有具有合适钥匙的人才能取下前盖。当然，这同样也适用于以下事实，即，前盖配备有紧固元件，该紧固元件需要某些工具来打开，这些工具也只能被某些人使用。
此外，规定的是，保持器具有基座，该基座布置在保持器下方并且具有支承部，该支承部具有用于设置在布置于基座上的支撑件中的储能源的接触表面，该接触表面设置用于抵靠储能源的侧壁。例如，基座可以具有比支撑件更大的基座面积，以便增加系统的稳定性。在基座和布置在其上的支撑件之间还提供有连接，这防止了基座相对于支撑件移动。进而，可以提供互锁的连接元件，特别是突出的边缘区域和相应的收纳结构。基座中的支承部可以设计成与两个支撑件之间或支撑件与盖之间的压力元件匹配。
为了解决上述问题，根据本发明的保持器提供了至少一个压力元件，该压力元件布置在支撑件之间，该压力元件可以放置在储能源的侧壁上，并且该压力元件至少将设置在上支撑件中的储能源的重力传递到设置在上支撑件下方的支撑件中的储能源，平行于电极板定向的壳体的侧壁大致水平对齐排列。在此方面，参照以上对根据本发明的系统的优点的描述。
最后，为了解决上述问题，根据本发明的支撑件提供了一种这样的支撑件，该支撑件由在纵向截面上呈U形的壳体组成，该壳体具有腹板和两个腿部，该两个腿部正交地布置在该腹板上并且通过加强元件彼此连接。此外，提供有压力元件，该压力元件设计为在支撑件的纵向方向上的腹板之间的型材元件，压力元件布置成使得其可以放置在储能源的侧壁上并且将至少一个重力传递到储能源的侧壁。当然，这种型材元件也可以构造有相应的重量，以抵消在这些侧壁的区域中的储能源的壳体的部分膨胀。例如，箱型材可以填充有具有高堆积密度的材料。
附图说明
本发明的其他特征将从以下附图说明和从进一步的从属权利要求中变得显而易见。在附图中：
图1以分解立体图示出了一种系统；
图2以立体图示出了一种系统；
图3以正视图示出了没有前盖的图2的系统；
图4以第一立体图示出了根据图1至图3的系统的支撑件；
图5以第二立体图示出了根据图4的支撑件；
图6以第一视图示出了根据图4和图5的支撑件；
图7以平面图示出了根据图4和图5的支撑件；
图8以第二视图示出了根据图4和图5的支撑件；
图9以侧视图示出了根据图4和图5的支撑件；
图10以沿着图6中的剖面线X-X的剖视图示出了根据图4和图5的支撑件；
图11以第一立体图示出了保持器的上支撑件；
图12以第二立体图示出了根据图11的支撑件；
图13以第一视图示出了根据图11和图12的支撑件；
图14以平面图示出了根据图11和图12的支撑件；
图15以第二视图示出了根据图11和图12的支撑件；
图16以侧视图示出了根据图11和图12的支撑件；
图17以沿着图13中的剖面线XVII-XVII的剖视图示出了根据图11和图12的支撑件；
图18以立体图示出了根据图1至图3的系统的前盖；以及
图19以立体图示出了根据图1至图3的系统的基座。
具体实施方式
图1以分解立体图示出了系统1。系统1包括基座2和两个彼此叠置的支撑件3，布置在所述两个支撑件3上方的上支撑件4，以及布置在所述上支撑件4上的盖5。
在支撑件3、4中，在各种情况下均水平布置有四个储能源6。每个储能源6包括具有两个水平对齐的侧壁8的壳体7。此外，在图1中可以看到在储能源6的区域中的连接件9。
下面结合其他附图描述系统1的各个部件的确切结构，即基座2，载体3或4以及盖5。
图1还示出了前盖10，这些前盖10在储能源6的连接件9的区域中可拆卸地附接到支撑件3或4。
图2和图3示出了系统1，该系统1包括基座2、支撑件3和上支撑件4以及盖5。这是具有最少数量的支撑件3或上支撑件4的系统1。这样的系统1可以具有多达十一个支撑件3，并且可以为未进一步示出的储能源6提供不同数量的隔室。
支撑件3在图4至图10中详细示出。每个支撑件3具有U形的纵向截面并且具有腹板11和正交于该腹板布置的两个腿部12。另外，提供有加强元件13(图5)，该加强元件13设计为型材并且将腿部12的两个自由端部彼此连接，加强元件13布置在腿部12的上部边角区域中。
图4示出了支撑件3的仰视图，并且可以看到，腹板11以及腿部12在下边缘区域14处折叠两次并且因此是L形的，从而形成向内突出的边缘区域14。边缘区域14的突出设计成使得平行于与腹板11或腿部12垂直的平面的表面与在支撑件3的相反端部处的对应的保持结构适配，从而边缘区域14可以如此插入到另一支撑件3中，使得彼此叠置布置的支撑件3如此彼此连接，使得彼此相邻布置的支撑件3的相对运动是不可能的。
另外，在腿部12的边缘区域14之间，两个压力元件15在腿部12的边缘区域14的面对表面之间的支撑件3的整个长度上延伸。压力元件15形成为箱形型材并且焊接到腿部12的区域中的边缘区域14。压力元件15与边缘区域14的自由边缘齐平地终止，压力元件15的表面与腿部12的边缘区域齐平地终止，从而形成旨在将腿部12支撑在储能源6的侧壁8上的支撑表面16。
此外，从图4和图5中可以看出，通过使用板状的分离元件17将支撑件3分成用于储能源6的单独的保持区域。示出了三个分离元件17，从而为储能源6形成总共四个保持区域。分离元件17可以连接到腹板11的内表面或在布置在该处的引导件中被引导。另外，分离元件17可以连接到加强元件13和压力元件15。
图6至图10示出了支撑件3的进一步的结构设计。例如，图6在腿部12的前表面的区域中示出了相应的矩形开口18，该矩形开口18用于将以锁定元件19形式的连接元件收纳在前盖10上。在腹板11和腿部12中，在背离边缘区域14的表面区域上均设置有用于支撑件的通风的多个孔20。
可以看出，腹板11以及腿部12由片状元件制成，腿部12的自由端部成90°角并朝向彼此定向。另外，可以设置角连接器以加强腿部12的相应自由端部，其中，例如可以将角连接器设计为以箱形型材形式的型材元件。
图11至图17以各种视图示出了上支撑件4。上支撑件4的构造与布置在上支撑件4下方的支撑件3的构造大致相同。因此，对应的部件由对应的附图标记标识。
除了支撑件3之外，上支撑件4具有第二加强元件21，该第二加强元件21也形成为箱形型材并平行于加强元件13延伸，加强元件21也在两个腿部12之间延伸，并且到加强元件13的距离对应于第二加强元件21到腹板11的距离。加强元件21还作为压力元件使用。在最终安装状态下，由上支撑件4容纳的储能源6从下方压靠用作压力元件的加强元件21。这防止储能源6的不期望的鼓起。在这种情况下，只有上支撑件4而不是下支撑件3具有这种加强元件21，并且在最终组装状态下，没有其他支撑件搁置在上支撑件4上。
此外，比较图14和图7可知，上支撑件4在腿部12和腹板11的边缘区域14中具有四个开口22，该四个开口22用于容纳盖5的锁定元件23。锁定元件23可以例如在图1中看到。
在图18中以立体图示出了前盖10。在纵剖面上，前盖10是大体U形并具有腹板24和两个相邻的腿部25，腿部25成角度两次，锁定元件19居中地布置在腿部25的自由端部。前盖10具有能够将锁定元件19插入到开口18中的弹性，为此，在锁定元件19接合到开口18中之前，两个腿部25朝向彼此移动。通过利用前盖10的弹性，锁定元件19然后移动以接合在开口18的后方。当然，也可以设想替代的锁定选项，例如，锁定元件19可以设计为弹性闩锁凸耳。
最后，图19示出了基座2的立体图。基座2包括两个短型材元件26和两个长型材元件27，它们分别彼此正交地延伸并形成框架28。两个长型材元件27通过加强元件29连接，该加强元件29彼此之间等距延伸并延伸到短型材元件26，加强元件29在其上边缘区域中具有凹部30，以容纳具有接触表面32的支承部31。支承部31设计为箱形型材并且与型材元件26、27的上表面区域大致齐平地终止。
可以设置最大在三毫米范围内的突出，以便能够使接触表面32高精度地压靠布置在支撑件3中的储能源6的侧壁8，该支撑件3放置在基座2上。
支撑件3和上支撑件4形成用于储能源6的保持器33，该储能源6布置在保持器33中。可选地，该保持器33由基座2和上盖5以及前盖1补充。
附图标记说明
1 系统 18 开口
2 基座 19 锁定元件
3 支撑件 20 孔
4 上支撑件 21 加强元件
5 盖 22 开口
6 储能源 23 锁定元件
7 壳体 24 腹板
8 侧壁 25 腿部
9 连接件 26 型材元件
10 前盖 27 型材元件
11 腹板 28 框架
12 腿部 29 加强元件
13 加强元件 30 凹部
14 边缘区域 31 支承部
15 压力元件 32 接触表面
16 支撑表面 33 保持器
17 分离元件

Claims (7)

1.一种包括保持器和储能源的系统，其包括：
保持器(33)；和
放置在所述保持器(33)中的储能源(6)，所述储能源是可再充电电池，所述储能源(6)各自具有壳体(7)，所述壳体(7)具有侧壁(8)，并且在所述壳体(7)中放置有平行于所述侧壁(8)定向的电极板和包含结合电解质的非织造材料，所述电极板放置在相邻的非织造材料之间，
其中，所述保持器(33)包括至少两个支撑件(3，4)，所述支撑件(3，4)彼此叠置以如此保持所述储能源，使得所述壳体(7)的平行于所述电极板定向的所述侧壁(8)大致水平定向，以及
其中，至少一个压力元件(15)位于所述支撑件(3，4)之间并搁置在所述储能源(6)的所述壳体(7)的所述侧壁(8)上，并至少将位于所述保持器(33)顶部的所述储能源(6)的重力传递到位于处于顶部的所述储能源(6)下方的储能源(6)，其中，
所述支撑件(3，4)具有U形的纵向截面并且各自具有腹板(11)和正交于所述腹板布置的两个腿部(12)，所述腹板(11)和所述两个腿部(12)通过加强元件(13)连接，其中，所述压力元件(15)具有型材元件的形式，该型材元件在所述支撑件(3，4)的纵向方向上布置在所述腿部(12)之间并具有用于搁置在所述储能源(6)的所述侧壁(8)上的至少一个接触表面。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述支撑件(3、4)被分成用于所述储能源(6)的单独的收纳隔室，板状的分离元件(17)布置在所述收纳隔室之间。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的系统，其特征在于，彼此叠置布置的支撑件(3，4)彼此连接，使得相邻布置的支撑件(3，4)的相对运动是不可能的。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，彼此叠置布置的所述支撑件(3，4)包括互锁连接元件，所述互锁连接元件为突出边缘区域(14)和相应的收纳结构。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述保持器(33)的最上方的支撑件(4)上方设置有盖(5)，所述盖(5)具有压力元件(15)，所述压力元件(15)搁置在最上方的支撑件(4)中的所述储能源(6)的所述侧壁(8)上并将所述盖(5)的重力至少传递到最上方的支撑件(4)中的所述储能源(6)。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述支撑件(3，4)在所述腿部(12)的自由端部的区域中用前盖(10)关闭。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述保持器(33)具有基座(2)，所述基座(2)布置在所述保持器(33)下方并且包括支承部(31)，所述支承部(31)具有用于位于处于所述基座(2)上的所述支撑件(3)中的所述储能源(6)的接触表面(32)，所述接触表面(32)设置用于抵靠所述储能源(6)的所述侧壁(8)。
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