CN112615095A - 储能电池插箱及插箱组连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种储能电池插箱及插箱组连接结构，储能电池插箱包括箱体和若干个电池模组，箱体内形成用于安装电池模组的安装空间。若干个电池模组安装在安装空间内；每个电池模组包括若干个电池单元以及安装框架；每个电池单元包括若干个并列设置的电芯；安装框架设置有若干个电池单元安装位，电池单元可拆卸的安装在电池单元安装位中；每个电池单元安装位包括若干个并列设置的安装槽，电芯对应安装在安装槽中；电芯之间形成散热间隙。实现了模组化焊接，焊接效率高。如果单一电芯有瑕疵，只需要更换相关的电池单元即可。电芯之间预留有散热空间，有利于高倍率储能电池箱快速冷却并保持电芯之间温度均匀。

Description

储能电池插箱及插箱组连接结构

技术领域

本发明涉及电池储能领域，尤其涉及一种储能电池插箱及插箱组连接结构。

背景技术

目前电池储能技术广泛应用于发电、输电、配电、用电等各个环节，并且应用于调频、调峰、微电网和用户侧储能等各个领域。电池插箱作为一种标准化的储能电池单元，将电池电芯封装在电池模组里面，多个电池模组封装在电池插箱内，用于储存和释放电能。

现有的电池插箱内部的电芯是整体焊接安装的，也就是所有电芯都连接形成一个整体，如果有某节电芯出现瑕疵，即使其他电芯没问题，也只能整体更换插箱。另外整体焊接工艺不利于安装、维护和更换。并且，现有电池插箱的安装结构不利于发热量较大的高倍率电池散热需求。

发明内容

为了解决或者至少缓解上述技术问题中的至少一个，本发明提供了一种储能电池插箱及插箱组连接结构。

根据本发明的一个方面，一种储能电池插箱，包括：

箱体，所述箱体内形成用于安装电池模组的安装空间；以及

若干个电池模组，安装在所述安装空间内；每个电池模组包括安装框架以及若干个电池单元；每个电池单元包括若干个并列设置的电芯；所述安装框架设置有若干个电池单元安装位，所述电池单元可拆卸的安装在所述电池单元安装位中；每个电池单元安装位包括若干个并列设置的安装槽，所述电芯对应安装在所述安装槽中；所述电芯之间形成散热间隙。

根据本发明的至少一个实施方式，所述安装框架包括顶板和托板；所述顶板设置在所述电芯的第一端，所述托板设置在所述电芯的与所述第一端相对的第二端；所述托板和所述顶板通过连接件固定连接以夹紧所述电芯；

所述顶板和所述托板均包括矩形边框、横向连接梁和纵向连接梁；所述横向连接梁的两端与所述矩形边框连接，将所述矩形边框围成的区域分成若干个电池单元安装位；所述纵向连接梁依次与所述矩形边框和所述横向连接梁连接；每个电池单元安装位所述对应的矩形边框和纵向连接梁上并列设置所述安装槽。

根据本发明的至少一个实施方式，所述安装框架还包括盖板和电极连接件；所述电极连接件分别将每个电池单元中各个电芯的正极相连，以及将每个电池单元中各个电芯的负极相连；所述盖板扣合在所述纵向连接梁上，并通过螺栓与所述电极连接件连接；其中，所述螺栓露出在所述盖板的外部，且一个螺栓对应与一个电芯的正极或负极电连接。

根据本发明的至少一个实施方式，所述盖板上设置卡扣，所述顶板上设置卡槽，所述卡扣与所述卡槽对应扣合在一起。

根据本发明的至少一个实施方式，所述顶板和所述托板的矩形边框上对应设有穿孔；所述连接件包括螺栓和螺母；螺栓穿设在对应的穿孔中，并通过螺母将所述顶板和所述托板紧固连接。

根据本发明的至少一个实施方式，螺栓的外部套设有中空的连接筒。

根据本发明的至少一个实施方式，所述箱体为矩形箱体，所述箱体包括对外连接面和底面；若干个电池模组安装在所述箱体的底面；所述箱体上除对外连接面和底面之外的其他侧面均设置有通风孔。

根据本发明的至少一个实施方式，所述对外连接面的外侧设有插箱正极和插箱负极；所述插箱正极和插箱负极在竖直方向上相对设置。

根据本发明的至少一个实施方式，所述对外连接面上开设有风扇安装孔，所述风扇安装孔的内侧安装有向所述箱体外排风的风扇。

根据本发明的另一个方面，一种插箱组连接结构，包括多个在竖直方向堆叠的储能电池插箱，所述储能电池插箱采用前述任一项所述的储能电池插箱；

每个储能电池插箱的对外连接面的外侧设有插箱电极；所述插箱电极包括在竖直方向上相对设置的插箱正极和插箱负极；相邻两个储能电池插箱的插箱电极之间通过母排连接。

附图说明

附图示出了本发明的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本发明的原理，其中包括了这些附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是本发明储能电池插箱的示例性实施方式的结构示意图。

图2是本发明中电池模组的示例性实施方式的结构示意图(顶部朝上)。

图3是本发明中托板的示例性实施方式的结构示意图。

图4是本发明中电极连接件和盖板的示例性实施方式的结构示意图。

图5是本发明中电极连接件和盖板连接在电池模组上的结构示意图。

图6是本发明中电池模组的示例性实施方式的结构示意图(底部朝上)。

图7是本发明中箱体的示例性实施方式的结构示意图(底部朝上)。

图8是本发明储能电池插箱的对外连接面的结构示意图。

图9是本发明储能电池插箱局部结构的放大示意图。

附图标记说明：

1-箱体；2-电池单元；3-安装框架；4-电芯；5-安装槽；6-顶板；7-托板；8-连接件；9-盖板；10-电极连接件；11-通风孔；12-插箱正极；13-插箱负极；14-风扇；15-螺柱。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

在本发明的申请文件中，为便于描述储能电池插箱中各个部件的位置关系，以储能电池插箱正常放置在工作位的方位为标准，将储能电池插箱的上下高度方向称为竖向或竖直方向，顶部、底部、上侧和下侧基于竖向确定。与竖向垂直的方向称为水平方向。将朝向箱体外部的方向称为向外，朝向箱体内部的方向称为向内，内、外、内侧和外侧基于该内外方向确定。另外，将箱体用来与外部进行接线连接的端面称为对外连接面。

根据本发明的一个方面，如图1、图2所示，提供了一种储能电池插箱包括箱体1和若干个电池模组。箱体1内形成用于安装电池模组的安装空间。如图9所示，若干个电池模组安装在所述安装空间内，箱体1内设置有若干个螺柱15，每个电池模组通过相应的螺柱15安装在安装空间内。每个电池模组相对于其他电池模组独立设置，即可以单独将某个电池模组拆卸、维护。每个电池模组包括安装框架3以及若干个电池单元2；每个电池单元2包括若干个并列设置的电芯4；电芯4是最小的储能单元，将若干个电芯4并列设置成一组电池单元2，电池单元2之间是相互独立设置的，即一个电池模组包括若干个独立的电池单元2，方便对某个电池单元2进行更换和维护。安装框架3用来将若干个电池单元2连接组装成一个电池模组，所述安装框架3设置有若干个电池单元2安装位，所述电池单元2可拆卸的安装在所述电池单元2安装位中。每个电池单元2安装位包括若干个并列设置的安装槽5，所述电芯4对应安装在所述安装槽5中。所述电芯4之间形成散热间隙，也就是说电芯4与电芯4之间的相对面不接触，有一定距离的间隙，便于电芯4的散热。

本发明的储能电池插箱内安装有若干个电池模组，在电池插箱的内部，电池模组之间相互独立设置，电池单元2由安装框架3连接在一起组成电池模组。例如，箱体1内设置4个电池模组，在每个电池模组内部设置3个独立的电池单元2，一个电池单元2由3节电芯4组成。此结构相对于现有的整体焊接结构，实现了模组化焊接，焊接效率高。如果单一电芯4有瑕疵，只需要更换相关的电池单元2(3节电芯4)即可。电芯4之间预留有散热空间，有利于高倍率储能电池箱快速冷却并保持电芯4之间温度均匀。

在本发明的一个实施方式中，如图5、图6所示，安装框架3包括顶板6和托板7；所述顶板6设置在所述电芯4的第一端，第一端为连接端，上面设置各种连接接口用来与其他电气部件进行连接，所述托板7设置在所述电芯4的与所述第一端相对的第二端，第二端为非连接端；所述托板7和所述顶板6通过连接件8固定连接以夹紧所述电芯4。

如图3所示，所述顶板6和所述托板7均包括矩形边框、横向连接梁和纵向连接梁；所述横向连接梁的两端与所述矩形边框连接，将所述矩形边框围成的区域分成若干个电池单元2安装位；所述纵向连接梁依次与所述矩形边框和所述横向连接梁连接；每个电池单元2安装位所对应的矩形边框和纵向连接梁上并列设置所述安装槽5。每个电池单元2通过安装框架3局部固定，安装槽5之间的间隙解决了因电池中间发热、散热所需的空间。

在本发明的一个实施方式中，如图4所示，安装框架3还包括盖板9和电极连接件10；所述电极连接件10分别将每个电池单元2中各个电芯4的正极相连，以及将每个电池单元2中各个电芯4的负极相连；所述盖板9扣合在所述纵向连接梁上，并通过螺栓与所述电极连接件10连接；其中，所述螺栓露出在所述盖板9的外部，且一个螺栓对应与一个电芯4的正极或负极电连接。

进一步的，盖板9上设置卡扣，所述顶板6上设置卡槽，所述卡扣与所述卡槽对应扣合在一起。

在本发明的一个实施方式中，顶板6和所述托板7的矩形边框上对应设有穿孔；所述连接件8包括螺栓和螺母；螺栓穿设在对应的穿孔中，并通过螺母将所述顶板6和所述托板7紧固连接。

在本发明的一个实施方式中，螺栓的外部套设有中空的连接筒。

在本发明的一个实施方式中，如图7所示，箱体1为矩形箱体，所述箱体1包括对外连接面和底面；若干个电池模组安装在所述箱体1的底面；所述箱体1上除对外连接面和底面之外的其他侧面均设置有通风孔11。在插箱内部，每个电池模组内部，电芯4之间预留有散热空间。同时，在插箱两侧、底部和后部的板面上都设有通风孔11，空调从电池插箱后部送风，箱体1后部、两侧和底部都可以作为风道进风口，插箱前部安装有两个风扇14，风扇14方向为外排风风扇14。根据箱内电芯4温度可以控制风扇14自动开启。本发明的风道和排风冷却结构有利于高倍率储能电池箱快速冷却并保持电芯4之间温度均匀。

在本发明的一个实施方式中，如图8所示，对外连接面的外侧设有插箱正极12和插箱负极13；所述插箱正极12和插箱负极13在竖直方向上相对设置。

在本发明的一个实施方式中，对外连接面上开设有风扇安装孔，所述风扇安装孔的内侧安装有向所述箱体1外排风的风扇14。

根据本发明的另一个方面，提供了一种插箱组连接结构，包括多个在竖直方向堆叠的储能电池插箱，所述储能电池插箱采用前述任一项所述的储能电池插箱；

每个储能电池插箱的对外连接面的外侧设有插箱电极；所述插箱电极包括在竖直方向上相对设置的插箱正极12和插箱负极13；相邻两个储能电池插箱的插箱电极之间通过母排连接。

本发明的插箱组连接结构中，多个储能电池插箱在竖直方向堆叠排列，每个储能电池插箱的对外连接面的正电极、负电极采用上下竖直排列的方式，电池插箱之间采用母排连接，相较于目前储能电池插箱的正负极平行排列，储能电池插箱之间采用电缆线束的连接方式，本发明的连接设置方式能极大的节省成本，简单实用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明，而并非是对本发明的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种储能电池插箱，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体内形成用于安装电池模组的安装空间；以及

若干个电池模组，安装在所述安装空间内；每个电池模组包括安装框架以及若干个电池单元；每个电池单元包括若干个并列设置的电芯；所述安装框架设置有若干个电池单元安装位，所述电池单元可拆卸的安装在所述电池单元安装位中；每个电池单元安装位包括若干个并列设置的安装槽，所述电芯对应安装在所述安装槽中；所述电芯之间形成散热间隙。

2.如权利要求1所述的储能电池插箱，其特征在于，所述安装框架包括顶板和托板；所述顶板设置在所述电芯的第一端，所述托板设置在所述电芯的与所述第一端相对的第二端；所述托板和所述顶板通过连接件固定连接；

所述顶板和所述托板均包括矩形边框、横向连接梁和纵向连接梁；所述横向连接梁的两端与所述矩形边框连接，将所述矩形边框围成的区域分成若干个电池单元安装位；所述纵向连接梁依次与所述矩形边框和所述横向连接梁连接；每个电池单元安装位所对应的矩形边框和纵向连接梁上并列设置所述安装槽。

3.如权利要求2所述的储能电池插箱，其特征在于，所述安装框架还包括盖板和电极连接件；所述电极连接件分别将每个电池单元中各个电芯的正极相连，以及将每个电池单元中各个电芯的负极相连；所述盖板扣合在所述纵向连接梁上，并通过螺栓与所述电极连接件连接；其中，所述螺栓露出在所述盖板的外部，且一个螺栓对应与一个电芯的正极或负极电连接。

4.如权利要求3所述的储能电池插箱，其特征在于，所述盖板上设置卡扣，所述顶板上设置卡槽，所述卡扣与所述卡槽对应扣合在一起。

5.如权利要求2所述的储能电池插箱，其特征在于，所述顶板和所述托板的矩形边框上对应设有穿孔；所述连接件包括螺栓和螺母；螺栓穿设在对应的穿孔中，并通过螺母将所述顶板和所述托板紧固连接。

6.如权利要求5所述的储能电池插箱，其特征在于，螺栓的外部套设有中空的连接筒。

7.如权利要求1所述的储能电池插箱，其特征在于，所述箱体为矩形箱体，所述箱体包括对外连接面和底面；若干个电池模组安装在所述箱体的底面；所述箱体上除对外连接面和底面之外的其他侧面均设置有通风孔。

8.如权利要求7所述的储能电池插箱，其特征在于，所述对外连接面的外侧设有插箱正极和插箱负极；所述插箱正极和插箱负极在竖直方向上相对设置。

9.如权利要求7所述的储能电池插箱，其特征在于，所述对外连接面上开设有风扇安装孔，所述风扇安装孔的内侧安装有向所述箱体外排风的风扇。

10.一种插箱组连接结构，其特征在于，包括多个在竖直方向堆叠的如权利要求1至9任一项所述的储能电池插箱；

每个储能电池插箱的对外连接面的外侧设有插箱电极；所述插箱电极包括在竖直方向上相对设置的插箱正极和插箱负极；相邻两个储能电池插箱的插箱电极之间通过母排连接。

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