CN110911610A - 储能电源设备及其组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种储能电源设备及其组装方法,所述储能电源设备包括多个电芯、控制面板和壳体,所述多个电芯之间电路连接,所述电芯与所述控制面板电路连接;所述壳体包括用于放置并固定多个电芯的第一腔体、用于放置并固定所述控制面板的第二腔体和用于封闭所述第一腔体、所述第二腔体的电池箱上盖,所述电芯的上方设有用于将电芯锁定在所述第一腔体内的多个压块,所述压块上方设有用于采集电芯状态信息的PCB板,所述PCB板与所述控制面板之间进行通信;所述电芯固定于所述第一腔体且电路连接后,通过所述电池箱上盖封闭所述第一腔体及第二腔体形成储能电源设备。本发明结构简单,不仅组装方便,而且返修难度较低。

Description

储能电源设备及其组装方法
技术领域
本发明涉及储能电源设备技术领域,具体涉及一种储能电源设备及其组装方法。
背景技术
以锂电池为蓄电池的UPS电源有效的克服了传统铅酸电池UPS电源体积大、重量重、寿命短、污染大的问题,市场需求巨大。现有技术中的锂电池UPS电源主要采用固定机柜的方式,其主要的储能电池部分大多采用多个单体电池简易的串联或并联而成,不可随意拼装,不方便移动,不便于安装和检修,维修成本高,无法应用于模块化组合式的大型移动UPS电源系统中,适应性和可管理性有待提高。
在银行、医院、军队、电力系统等行业某些关键设备突然断电会造成重大损失,因此确保这些关键设备有可靠稳定的电力供应就显得尤为重要。目前,不间断电源UPS和锂电池的结合为这些关键设备提供了保障;当有市电接入时,UPS将市电稳压后供应给负载使用,并可同时为锂电池组充电;当市电中断(事故停电)时,UPS可将锂电池的直流电源通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应220V交流电,使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。
然而,现有的储能电源设备多采用多模组装配的方式,或简单的电芯堆放在方式。对于前者可以获得较可靠的结构性能,但需要较为复杂的工装治具来辅助规模化生产,装配步骤多,生产效率低、构成产品的物料数量多,成本高;对于后者,使用物料少,成本低,但是结构松散,稳定性差,售后维护成本高,且有安全隐患。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提出一种储能电源设备及其组装方法,结构简单,不仅组装方便,而且返修难度较低。
本发明的技术方案是这样实现的:
一种储能电源设备,包括多个电芯、控制面板和壳体,所述多个电芯之间电路连接,所述电芯与所述控制面板电路连接;所述壳体包括用于放置并固定多个电芯的第一腔体、用于放置并固定所述控制面板的第二腔体和用于封闭所述第一腔体、所述第二腔体的电池箱上盖,所述电芯的上方设有用于将电芯锁定在所述第一腔体内的多个压块,所述压块上方设有用于采集电芯状态信息的PCB板,所述PCB板与所述控制面板之间进行通信;所述电芯固定于所述第一腔体且电路连接后,通过所述电池箱上盖封闭所述第一腔体及第二腔体形成储能电源设备。
优选的,所述第一腔体由首尾连接的第一侧板、第二侧板、第三侧板及第四侧板形成,所述第一侧板、第二侧板、第三侧板及第四侧板分别固定在底壳上以形成所述第一腔体,第一侧板的前方设有第五侧板,所述控制面板固定于第五侧板上,所述第一侧板、第二侧板形成所述第二腔体。
优选的,所述PCB板的上方设有用于盖住所述电芯的绝缘盖。
优选的,所述压块的截面成工字型。
优选的,所述压块上与电芯的连接处设有硅胶条。
本发明还提供了一种储能电源设备的组装方法,包括以下步骤:
步骤1,按照规则将多个电芯整齐地放入第一腔体内,并调节第一腔体的空间大小,使第一空腔的空间与多个电芯形成的空间大小相适应的;
步骤2,将压块放置在电芯上表面的相应位置上,然后将压块的两端分别固定在构成腔体的侧板上;
步骤3,通过铝排按照规则将相邻的电芯进行连接,然后通过电连接件将各电芯组与控制面板电路连接;
步骤4,将控制面板固定在第二腔体内;
步骤6,扣上电池箱上盖,完成产品装配。
优选的,步骤1包括以下子步骤:
步骤101,将第二侧板、第三侧板分别固定在底壳的相应位置上,然后将第二侧板与第三侧板相连接,其中,第二侧板、第三侧板成90°;
步骤102,将多个电芯按照规则,沿着第二侧板、第三侧板的方向进行摆放;
步骤103,摆放好后,沿着电芯安装第一侧板、第四侧板,使电芯第一侧板、第二侧板、第三侧板、第四侧板形成第一腔体包围整个所有电芯;其中,第一侧板、第二侧板、第三侧板、第四侧板首尾相连;
步骤104,在第一侧板前方的底壳上安装第五侧板。
优选的,还包括以下步骤:
步骤5,将绝缘盖安装在第一腔体上,使绝缘盖包围所有电芯。
优选的,步骤2,压块的截面成工字型,且压块的两侧设有硅胶条。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:本发明通过壳体分为用于安装电芯的第一腔体、用于安装控制面板的第二腔体,将电芯放置在第一腔体后再进行固定,然后通过铝排、电连接件与控制面板电路连接,组装较为方便;由于电芯均通过压块固定在第一腔体内,固定较为牢固,若进行返修时,也只需拆装第一腔体即可,返修较为方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明储能电源设备一实施方式的爆炸结构示意图;
图2为本发明储能电源设备一实施方式中壳体的结构示意图;
图3为本发明储能电源设备一实施方式中壳体的爆炸结构示意图;
图4为图1中A-A的细节图。
附图标识:1电芯;2控制面板;3壳体;31第一腔体;3101第一侧板;3102第二侧板;3103第三侧板;3104第四侧板;3105第五侧板;3106底壳;3107固定端;32第二腔体;33电池箱上盖;4压块;41凹槽;5PCB板;6绝缘盖;7硅胶条;8铝排;9电连接件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1~图3所示所示,本发明实施方式提供了一种储能电源设备,包括多个电芯1、控制面板2和壳体3,多个电芯1之间电路连接,电芯1与控制面板2电路连接;壳体3包括用于放置并固定多个电芯1的第一腔体31、用于放置并固定控制面板2的第二腔体32和用于封闭第一腔体31、第二腔体32的电池箱上盖33,电芯1的上方设有用于将电芯1锁定在第一腔体31内的多个压块4,压块4上方设有用于采集电芯1状态信息的PCB板5,PCB板5与控制面板2之间进行通信;电芯1固定于第一腔体31且电路连接后,通过电池箱上盖33封闭第一腔体31及第二腔体32形成储能电源设备。
其中,第二侧板3102、第四侧板3104上分别设有固定端3107,用于固定压块4的两端,以防止电芯1跑出第一腔体31。压块4与固定端3107之间可通过螺栓连接。
具体的,第一腔体31由首尾连接的第一侧板3101、第二侧板3102、第三侧板3103及第四侧板3104形成,第一侧板3101、第二侧板3102、第三侧板3103及第四侧板3104分别固定在底壳3106上以形成第一腔体31,第一侧板3101的前方设有第五侧板3105,控制面板2固定于第五侧板3105上,第一侧板3101、第二侧板3102形成第二腔体32。
其中,第一侧板3101、第二侧板3102、第三侧板3103及第四侧板3104与底壳3106之间是可拆卸连接,组装时,如图2所示,先将第二侧板3102、第三侧板3103安装在底壳3106边沿并形成90°夹角,并且第一侧板3101与第二侧板3102相连接;然后将电芯1按规则(如方便串联或方便并联连接的规则)在底壳3106、第二侧板3102、第三侧板3103的区域堆码电芯1,并且电芯1仅挨着第二侧板3102、第三侧板3103;将电芯1整齐堆码好后,再固定第一侧板3101、第二侧板3102,并且第一侧板3101、第二侧板3102、第三侧板3103及第四侧板3104之间首尾固定,以框住电芯1;然后通过压块4压住电芯1,并将压块4的两端分别固定在第二侧板3102、第四侧板3104上,避免电芯1从第一腔体31的上方冒出;再根据规则将各电芯1相连接,如图2所示,本发明实施方式中,形成了三组电芯,每一组电芯分别通过铝排8连接后,各组电芯1再通过电连接件9(如软铜等)进行电路连接;最后将PCB板5固定在压块4的上方,并且将控制面板2固定好后,再覆上电池箱上盖33,完成储能电源设备的组装。
其中,第一侧板3101、第二侧板3102、第三侧板3103、第四侧板3104与底壳3106之间可通过螺栓连接,而第一侧板3101、第二侧板3102、第三侧板3103、第四侧板3104的首尾连接可通过铆接连接,便于锁紧电芯1在第一腔体31内。当然也可以采用其他连接方式连接,本发明并不限于此。
可见,本发明储能电源设备通过壳体3分为用于安装电芯1的第一腔体31、用于安装控制面板2的第二腔体32,组装时分别将电芯1放入第一腔体31、控制面板2放入第二腔体32即可,不需要复杂的工装治具来辅助安装,不仅组装较为简单,而固定稳固,返修也较为方便。
进一步的,PCB板5的上方设有用于盖住电芯1的绝缘盖6。
进一步的,压块4的截面成工字型,使用时,压块4的开口朝下往下压电芯1,以避免压块4过多与电芯1接触。在本发明实施方式中,多个电芯1形成三组,分别被第一侧板3101、第二侧板3102、第三侧板3103、第四侧板3104框住,为了防止压块4跑出外部,压块4固定在每一组电芯1的中心线上。
进一步的,压块4上与电芯1的连接处设有硅胶条7,以避免压块4与电芯1之间的摩擦,也起到绝缘作用,避免电芯1将电导通到压块4上。其中,如图4所示,硅胶条7上设有与压块4的两侧相吻合的凹槽41,压块4的两侧套入凹槽41内后,再压在电芯1表面上,绝缘效果较好。
本发明还提供了一种储能电源设备的组装方法,具体包括以下步骤:
步骤1,按照规则将多个电芯1整齐地放入第一腔体31内,并调节第一腔体31的空间大小,使第一空腔的空间与多个电芯1形成的空间大小相适应的;
具体的,步骤1包括以下子步骤:
步骤101,如图3所示,先将第二侧板3102、第三侧板3103分别固定在底壳3106的相应位置上,然后将第二侧板3102与第三侧板3103相连接,其中,第二侧板3102、第三侧板3103成90°;
步骤102,将多个电芯1按照规则,沿着第二侧板3102、第三侧板3103的方向进行摆放;
本发明实施方式中,将多个电芯1按规则整齐堆码,如按方便对电芯1进行并联连接或串联连接进行摆放。如图1及图3所示,将多个电芯1按规则整齐堆码后,形成了三组电芯1。当然也可以根据需要,形成多组电芯1,本发明并不限于此。
步骤103,摆放好后,沿着电芯1安装第一侧板3101、第四侧板3104,使电芯1第一侧板3101、第二侧板3102、第三侧板3103、第四侧板3104形成第一腔体31包围整个所有电芯1;其中,第一侧板3101、第二侧板3102、第三侧板3103、第四侧板3104首尾相连;
如本发明实施方式中,多个电芯1按规则整齐堆码好后,再将第一侧板3101、第四侧板3104紧贴电芯1安装在底壳3106上,并且将第一侧板3101、第四侧板3104、第三侧板3103首尾相连,以框住电芯1用于固定。
步骤104,在第一侧板3101前方的底壳3106上安装第五侧板3105。电芯1固定好后,开始控制面板2固定的准备。在安装第五侧板3105时,可以将控制面板2固定在第五侧板3105后,再将第五侧板3105固定在底壳3106上。
步骤2,将压块4放置在电芯1上表面的相应位置上,然后将压块4的两端分别固定在构成第一腔体31的侧板上;
本发明实施方式中,多个电芯1按规则整齐堆码好后形成三组电芯,将压块4放置在每组电芯的中心线,且与电芯1相垂直,可有效防止电芯1跑出外部。其中,压块4的两端分别与第二侧板3102、第四侧板3104的固定端3107相连接。
步骤3,通过铝排8按照规则将相邻的电芯1进行电路连接,然后通过电连接件9将各电芯组与控制面板2电路连接;
本发明实施方式中,通过铝排8实现每组电芯中电芯1之间的串联,然后根据要求将电连接件9将各电芯组并联或串联(根据需求选择并联或串联),并接入控制面板2。
通过铝排8将各电芯1连接的同时,也将PCB板5通过螺栓固定在压块4上,PCB板5的两端分别引出信号检测端与电芯1连接,用于采集电芯数据,如温度、电流、电压等。各PCB板5与控制面板2通信连接,将所采集的信息反馈到控制面板2中。
步骤4,将控制面板2固定在第二腔体32内;同时也可将与控制面板2相关的面板组件,如散热器,放置在第二腔体32内。
步骤5,将绝缘盖6安装在第一腔体31上,使绝缘盖6包围所有电芯1,使电芯1与外部绝缘;
步骤6,扣上电池箱上盖33,完成产品装配。
当需要返修时,拆开电池箱上盖33,进行检查即可,拆卸较为方便。
进一步的,步骤2,压块4的截面成工字型,且压块4的两侧设有硅胶条7。如图4所示,压块4的两侧放入设有凹槽41的硅胶条7后,再固定在电芯1上,以起到绝缘的作用。
综上所述,本发明通过壳体3分为用于安装电芯1的第一腔体31、用于安装控制面板2的第二腔体32,将电芯1放置在第一腔体31后再进行固定,然后通过铝排8、电连接件9与控制面板2电路连接,组装较为方便;由于电芯1均通过压块4固定在第一腔体31内,固定较为牢固,若进行返修时,也只需拆装第一腔体31即可,返修较为方便。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种储能电源设备,其特征在于,包括多个电芯、控制面板和壳体,所述多个电芯之间电路连接,所述电芯与所述控制面板电路连接;所述壳体包括用于放置并固定多个电芯的第一腔体、用于放置并固定所述控制面板的第二腔体和用于封闭所述第一腔体、所述第二腔体的电池箱上盖,所述电芯的上方设有用于将电芯锁定在所述第一腔体内的多个压块,所述压块上方设有用于采集电芯状态信息的PCB板,所述PCB板与所述控制面板之间进行通信;所述电芯固定于所述第一腔体且电路连接后,通过所述电池箱上盖封闭所述第一腔体及第二腔体形成储能电源设备。
2.如权利要求1所述储能电源设备,其特征在于,所述第一腔体由首尾连接的第一侧板、第二侧板、第三侧板及第四侧板形成,所述第一侧板、第二侧板、第三侧板及第四侧板分别固定在底壳上以形成所述第一腔体,第一侧板的前方设有第五侧板,所述控制面板固定于第五侧板上,所述第一侧板、第二侧板形成所述第二腔体。
3.如权利要求1所述储能电源设备,其特征在于,所述PCB板的上方设有用于盖住所述电芯的绝缘盖。
4.如权利要求1所述储能电源设备,其特征在于,所述压块的截面成工字型。
5.如权利要求1或4所述储能电源设备,其特征在于,所述压块上与电芯的连接处设有硅胶条。
6.一种储能电源设备的组装方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,按照规则将多个电芯整齐地放入第一腔体内,并调节第一腔体的空间大小,使第一空腔的空间与多个电芯形成的空间大小相适应的;
步骤2,将压块放置在电芯上表面的相应位置上,然后将压块的两端分别固定在构成腔体的侧板上;
步骤3,通过铝排按照规则将相邻的电芯进行连接,然后通过电连接件将各电芯组与控制面板电路连接;
步骤4,将控制面板固定在第二腔体内;
步骤6,扣上电池箱上盖,完成产品装配。
7.如权利要求1所述储能电源设备的组装方法,其特征在于,步骤1包括以下子步骤:
步骤101,将第二侧板、第三侧板分别固定在底壳的相应位置上,然后将第二侧板与第三侧板相连接,其中,第二侧板、第三侧板成90°;
步骤102,将多个电芯按照规则,沿着第二侧板、第三侧板的方向进行摆放;
步骤103,摆放好后,沿着电芯安装第一侧板、第四侧板,使电芯第一侧板、第二侧板、第三侧板、第四侧板形成第一腔体包围整个所有电芯;其中,第一侧板、第二侧板、第三侧板、第四侧板首尾相连;
步骤104,在第一侧板前方的底壳上安装第五侧板。
8.如权利要求6所述储能电源设备的组装方法,其特征在于,还包括以下步骤:
步骤5,将绝缘盖安装在第一腔体上,使绝缘盖包围所有电芯。
9.如权利要求6所述储能电源设备的组装方法,其特征在于,步骤2,压块的截面成工字型,且压块的两侧设有硅胶条。
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