CN112615037A - 电池模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池领域，公开了一种电池模组，所述电池模组包括沿竖直方向堆叠的多个电堆(2)、底座(1)、侧板(3)，位于多个所述电堆(2)顶部的高度补偿组件，所述高度补偿组件包括下压板(9)、上压板(7)和弹性件(8)，所述弹性件(8)能够向下推动所述下压板(9)并向上推动所述上压板(7)，所述底座(1)能够通过所述侧板(3)向所述上压板(7)施加向下的拉力。通过上述技术方案，高度补偿组件可以稳定地压紧电堆，并通过弹性件向电堆施加预紧力，使得多个电堆紧密地密封接合，避免部分电堆沉降后电堆堆塔组件与模块内密封面脱离而导致密封失效以及预压力下降问题，提高了电池模组的安全性能。

Description

电池模组

技术领域

本发明涉及电池领域，具体地涉及一种电池模组。

背景技术

高温固体氧化物燃料电池发电系统的基本单元为单个燃料电池堆，电池堆由若干电池片和密封材料堆叠组成。电堆在使用过程中需在顶部施加一定预压力，以保证电池片的密封效果。单个或者多个电堆组成电堆堆塔；单个或者多个堆塔集成组成发电模块；辅以气路系统、取电、控制系统等配套系统，形成发电系统。

高温固体氧化物燃料电池堆，由于堆内各个电池片之间的密封材料的特性，在首次升温或者焙烧后的长时间运行后，其高度会因自重和预压力产生沉降，原来处于压紧密封状态的各个电堆堆塔组件与模块内上密封面彼此可能脱离，导致密封失效。电堆沉降后堆塔上方的预压力降低，可能造成电堆内部电池片密封失效。

发明内容

本发明的目的是提供一种电池模组，以解决部分电堆的高度变化时导致模块气路密封失效以及电堆预紧力下降的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电池模组，其中，所述电池模组包括沿竖直方向堆叠的多个电堆、承载多个所述电堆的底座、位于多个所述电堆两侧的侧板，位于多个所述电堆顶部的高度补偿组件，所述高度补偿组件包括下压板、上压板和位于所述上压板和所述下压板之间的弹性件，所述弹性件能够向下推动所述下压板并向上推动所述上压板，所述底座能够通过所述侧板向所述上压板施加向下的拉力。

可选择的，所述上压板的下表面形成凹腔，所述弹性件和所述下压板部分地容纳在所述凹腔中，所述上压板的边缘接合于所述侧板的上边缘。

可选择的，所述下压板的两端设置有向上伸出的支撑部，所述弹性件为弹簧片，所述弹簧片的两端抵压于所述支撑部，所述上压板设置有向下抵压于所述弹簧片的中部的凸出部。

可选择的，所述电池模组包括位于多个所述电堆和所述下压板之间的密封板。

可选择的，所述电池模组包括压条，所述压条包括压在所述上压板上表面的水平板和从水平板的两端向下延伸的竖直板，所述竖直板的自由端卡挂于所述侧板，所述底座包括卡挂于所述侧板的卡接部。

可选择的，所述侧板包括与多个所述电堆一一对应的多个子段，相邻的所述子段通过连接板卡挂连接。

可选择的，所述子段的上边缘和下边缘均设置有缺口，所述缺口包括宽度较小的第一部分和宽度较大的第二部分，所述竖直板、所述连接板和所述卡接部分别容纳在对应的缺口中。

可选择的，所述上压板的表面设置有容纳所述压条的凹槽。

可选择的，每个所述电堆包括上支耳和下支耳，所述电池模组包括拉紧组件，所述拉紧组件包括螺杆、螺接于所述螺杆两端的自锁螺母和弹簧，所述螺杆穿过顶部的所述电堆的上支耳和下支耳以及相邻的所述电堆的上支耳，所述弹簧位于相邻的所述电堆的上支耳和所述螺杆的下端的所述自锁螺母之间。

可选择的，所述电堆的两端分别设置有沿上下方向贯通的进气孔和排气孔，所述底座的两端分别设置有对应于所述进气孔和所述排气孔的开孔。

通过上述技术方案，高度补偿组件可以稳定地压紧电堆，并通过弹性件向电堆施加预紧力，使得多个电堆紧密地密封接合，避免电堆沉降后电堆堆塔组件与模块内上密封面脱离而导致密封失效以及预压力下降问题，提高了电池模组的安全性能。

附图说明

图1是本发明实施方式所述的电池模组的立体图；

图2是本发明实施方式所述的电池模组的部分爆炸图；

图3是图2的部分放大图；

图4是本发明实施方式所述的电堆的立体图；

图5是本发明实施方式所述的底座的立体图；

图6是本发明实施方式所述的上压板的立体图。

附图标记说明

1 底座 2 电堆

3 侧板 4 缺口

5 连接板 6 压条

7 上压板 8 弹性件

9 下压板 10 密封板

11 螺杆 12 上支耳

13 下支耳 14 弹簧

15 进气孔 16 排气孔

17 卡接部 18 凸出部

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指沿电池模组正常摆放时竖直方向的方位，其中的电堆沿竖直方向堆叠。

本发明提供了一种电池模组，其中，所述电池模组包括沿竖直方向堆叠的多个电堆2、承载多个所述电堆2的底座1、位于多个所述电堆2两侧的侧板3，位于多个所述电堆2顶部的高度补偿组件，所述高度补偿组件包括下压板9、上压板7和位于所述上压板7和所述下压板9之间的弹性件8，所述弹性件8能够向下推动所述下压板9并向上推动所述上压板7，所述底座1能够通过所述侧板3向所述上压板7施加向下的拉力。

所述高度补偿组件的整体高度可以通过弹性件的弹性变形而变化，以补偿多个电堆2的整体高度变化，使得电池模组的整体高度保持不变。

其中，下压板9压在多个电堆2的顶部(即最顶部的电堆2的顶面上)，底座1位于多个电堆2的底部，并且底座1可以通过侧板3向上压板7施加向下的拉力，使得上压板7与底座1的距离不能超过限定高度；侧板3起到传递拉力的作用，并且可以保护各个电堆2，限制电堆2的横向移动；而弹性件8可以支撑在下压板9和上压板7之间，使得上压板7保持在限定高度处，而下压板9可以压在顶部的电堆2上，如果电堆2的整体高度发生变化，弹性件8发生弹性变形，使得上压板7和下压板9的距离变化，保证上压板7始终处于限定高度处，而下压板9始终压在电堆2上，保证各个电堆紧密的贴合，保证电堆的密封性能。

其中，所述上压板7的下表面形成凹腔，所述弹性件8和所述下压板9部分地容纳在所述凹腔中，所述上压板7的边缘接合于所述侧板3的上边缘。如图2所示，侧板3的上边缘与多个电堆2的顶面大致平齐，如图6所示，上压板7形成有凹腔，从而可以容纳弹性件8和下压板9的一部分，使得上压板7可以接合于侧板3的上边缘，高度补偿组件可以在电堆2的顶部密封接合于电堆2。

另外，所述下压板9的两端设置有向上伸出的支撑部，所述弹性件8为弹簧片，所述弹簧片的两端抵压于所述支撑部，所述上压板7设置有向下抵压于所述弹簧片的中部的凸出部18。如图2、图3、图5所示，弹性件8为中间下凹、两端上翘的弯曲结构，并且下压板9的两端设置有向上伸出的支撑部，弹簧片的两端可以支撑在支撑部上，如图6所示，上压板7的凹腔中设置有凸出部18，凸出部18可以压在弹簧片的中间位置，当多个电堆2的整体高度变化时，下压板9也随之变化，弹簧片发生弹性变形，使得被凸出部18所压的中间部分的高度变化，从而保证上压板7相对于底座1的高度不变，即电池模组的整体模组的高度不变，使得下压板9可以稳定地压在电堆2上，避免电堆沉降后电堆堆塔组件与模块内上密封面脱离。

此外，所述电池模组包括位于多个所述电堆2和所述下压板9之间的密封板10。如图2和图3所示，密封板10被下压板9压在电堆2的顶部，保证电堆2的密封性。如下所述，电堆2上形成有气孔，密封板10与电堆2密封接合，可以避免顶部的电堆2的气孔出现气体泄漏。密封板10可以为软云母片，或者可以为其他绝缘、密封材料制成的板件。

其中，所述电池模组包括压条6，所述压条6包括压在所述上压板7上表面的水平板和从水平板的两端向下延伸的竖直板，所述竖直板的自由端卡挂于所述侧板3，所述底座1包括卡挂于所述侧板3的卡接部17。压条6包括水平板和竖直板，水平板压在上压板7上，竖直板可以卡接于侧板3，并且底座1上设置有向上伸出的卡接部17，以卡接于侧板3。通过侧板3和压条6，底座1可以向上压板7施加向下的拉力，限制上压板7超过最大高度；同时，弹性件8可以向上压板7施加向上的推力，弹性件8的作用力和压条6的作用力彼此平衡，使得上压板7保持在限定高度处，电池模组整体的高度保持为基本不变。压条6可以通过螺栓螺接于上压板7上，并且水平板可以分割为两段，使得压条6分割为两个部分，便于与上压板7配合。

其中，所述侧板3包括与多个所述电堆2一一对应的多个子段，相邻的所述子段通过连接板5卡挂连接。参考图1和图2所示，侧板3由多个子段组成，每个子段对应于一个电堆2，因此，可以根据电堆2的数量来确定子段的数量，以根据电堆2的数量调节侧板3的整体高度。相邻的子段通过连接板5连接，连接板5的两端均能够与子段卡接。

具体的，所述子段的上边缘和下边缘均设置有缺口4，所述缺口4包括宽度较小的第一部分和宽度较大的第二部分，所述竖直板、所述连接板5和所述卡接部17分别容纳在对应的缺口4中。每个子段形成有两个缺口4，缺口4大致包括两个部分，第一部分的宽度小于第二部分的宽度，竖直板、连接板5和卡接部17的部分结构与缺口4的形状对应，从而可以容纳在缺口4中，并且在竖直方向上，不会从缺口4中脱离，拆卸时需要竖直板、连接板5和卡接部17与侧板3的子段水平地相对移动，以彼此脱离，这样的配合结构实现了压条6与侧板3的卡接、底座1与侧板3的卡接以及连接板5与侧板3的卡接。其中，缺口4包括圆形部和方形部，圆形部的宽度大致方形部的宽度，从而可以避免容纳的部件沿竖直方向脱离，圆形部与方形部之间通过圆角过渡，整体不存在尖角，可以避免应力集中。竖直板、连接板5和卡接部17均形成与缺口4的形状对应的结构，以实现卡接连接。

如图2和图3所示，所述上压板7的表面设置有容纳所述压条6的凹槽。上压板7的顶面和侧面均形成凹槽，以容纳压条6的水平板和竖直板，使得压条6在上压板7的顶面和侧面上不凸出。

另外，每个所述电堆2包括上支耳12和下支耳13，所述电池模组包括拉紧组件，所述拉紧组件包括螺杆11、螺接于所述螺杆11两端的自锁螺母和弹簧14，所述螺杆11穿过顶部的所述电堆2的上支耳12和下支耳13以及相邻的所述电堆2的上支耳12，所述弹簧14位于相邻的所述电堆2的上支耳12和所述螺杆11的下端的所述自锁螺母之间。如图4所示，电堆2包括顶板和底板，顶板上形成水平伸出的上支耳12，底板上形成水平伸出的下支耳13。如图1和图2所示，对于最顶部电堆2，由于不承受其他电堆2的压力，需要额外施加预压力，以保证最顶部电堆的正常性能，其中，螺杆11穿过最顶部的电堆2的上支耳12和下支耳13，并且穿过与其相邻的电堆2的上支耳12，螺杆11的两端螺接有自锁螺母以止挡两个上支耳12，并且下端的自锁螺母与下侧的上支耳12之间的螺杆11上套设有弹簧14，通过弹簧14可以向顶部的电堆2施加预紧力，并且通过下端的自锁螺母可以调节这种预紧力的大小。除此，压紧结构的弹性件8，可提供另一部分预紧力。

另外，所述电堆2的两端分别设置有沿上下方向贯通的进气孔15和排气孔16，所述底座1的两端分别设置有对应于所述进气孔15和所述排气孔16的开孔。如图4所示，电堆2可以为气体燃料电池，其上设置有进气孔15的排气孔16，多个电堆堆叠后，进气孔15对齐且排气孔16对齐，顶部的电堆2上通过密封板10密封进气孔15和排气孔16，底座1上形成对应于进气孔15的排气孔16的开孔，以输入、排出气体，通过高度补偿组件可以将密封板10压紧在电堆2上，使得多个电堆2密封接合，避免在进气孔15的排气孔16处泄漏。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，所述电池模组包括沿竖直方向堆叠的多个电堆(2)、承载多个所述电堆(2)的底座(1)、位于多个所述电堆(2)两侧的侧板(3)，位于多个所述电堆(2)顶部的高度补偿组件，所述高度补偿组件包括下压板(9)、上压板(7)和位于所述上压板(7)和所述下压板(9)之间的弹性件(8)，所述弹性件(8)能够向下推动所述下压板(9)并向上推动所述上压板(7)，所述底座(1)能够通过所述侧板(3)向所述上压板(7)施加向下的拉力。

2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述上压板(7)的下表面形成凹腔，所述弹性件(8)和所述下压板(9)部分地容纳在所述凹腔中，所述上压板(7)的边缘接合于所述侧板(3)的上边缘。

3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述下压板(9)的两端设置有向上伸出的支撑部，所述弹性件(8)为弹簧片，所述弹簧片的两端抵压于所述支撑部，所述上压板(7)设置有向下抵压于所述弹簧片的中部的凸出部(18)。

4.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组包括位于多个所述电堆(2)和所述下压板(9)之间的密封板(10)。

5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组包括压条(6)，所述压条(6)包括压在所述上压板(7)上表面的水平板和从水平板的两端向下延伸的竖直板，所述竖直板的自由端卡挂于所述侧板(3)，所述底座(1)包括卡挂于所述侧板(3)的卡接部(17)。

6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述侧板(3)包括与多个所述电堆(2)一一对应的多个子段，相邻的所述子段通过连接板(5)卡挂连接。

7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述子段的上边缘和下边缘均设置有缺口(4)，所述缺口(4)包括宽度较小的第一部分和宽度较大的第二部分，所述竖直板、所述连接板(5)和所述卡接部(17)分别容纳在对应的缺口(4)中。

8.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述上压板(7)的表面设置有容纳所述压条(6)的凹槽。

9.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，每个所述电堆(2)包括上支耳(12)和下支耳(13)，所述电池模组包括拉紧组件，所述拉紧组件包括螺杆(11)、螺接于所述螺杆(11)两端的自锁螺母和弹簧(14)，所述螺杆(11)穿过顶部的所述电堆(2)的上支耳(12)和下支耳(13)以及相邻的所述电堆(2)的上支耳(12)，所述弹簧(14)位于相邻的所述电堆(2)的上支耳(12)和所述螺杆(11)的下端的所述自锁螺母之间。

10.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述电堆(2)的两端分别设置有沿上下方向贯通的进气孔(15)和排气孔(16)，所述底座(1)的两端分别设置有对应于所述进气孔(15)和所述排气孔(16)的开孔。

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