CN112768818A - 电池封装结构及集成式储能系统 - Google Patents

Abstract

一种电池封装结构，包括箱体、隔离架及固定架。隔离架设置于箱体内，隔离架包括多个第一槽。固定架包括上盖和连接件，上盖位于隔离架的上方，连接件可拆卸地连接于上盖与隔离架，上盖包括盖体及至少设置于盖体相对两边缘的两固定部，盖体设置有一第二槽。其中，第一槽和第二槽限定出一容置空间，电芯位于容置空间内，固定部抵持电芯的外侧壁。本发明提供的电池封装结构直接将电芯入箱成组，整箱焊接，减少了模组制作、模组焊接入箱等工序，缩短了电池封装工序，提升了自动化生产效率。另外，电芯入箱成组，通过隔离架与固定架的可拆卸配合，无需用胶对电芯进行固定，方便电芯拆装以及后期维护更换。另，本发明还提供一种集成式储能系统。

Description

电池封装结构及集成式储能系统

技术领域

本发明涉及电池封装技术领域，尤其涉及一种电池封装结构及集成式储能系统。

背景技术

目前电池的封装设计主要方式包括两种，第一种封装方式是：先制备电芯模组，再将电芯模组封装在箱体内形成电池包；第二种封装方式是：无模组化电池包封装，即将单体电芯直接集成到箱体内。

但上述两种电池封装方式均存在缺陷。如，针对第一种封装方式，电芯模组结构复杂，需有单独的电芯模组生产线，所需零件增加，同时产线工序增加；另外，在电芯模组入箱环节，由于电芯模组重量通常较大，对自动化产线机械手臂有较高要求，产线设备成本较高。针对第二种封装方式，电芯和箱体之间需要使用高强度结构胶进行固定，后期电芯更换维护不便，增加维护成本。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种封装简单且便于后期维护的电池封装结构。

另，本申请还提供了一种集成上述电池封装结构的集成式储能系统。

本发明提供了一种电池封装结构，包括：箱体、隔离架及固定架。所述隔离架设置于所述箱体内，所述隔离架包括多个第一槽。所述固定架包括上盖和连接件，所述上盖位于所述隔离架的上方，所述连接件可拆卸地连接于所述上盖与所述隔离架，所述上盖包括盖体及至少设置于所述盖体相对两边缘的两固定部，所述盖体设置有一第二槽。其中，所述第一槽和所述第二槽限定出一容置空间，电芯位于所述容置空间内，所述固定部抵持所述电芯的外侧壁。

本申请实施方式中，所述隔离架包括架体及设置于所述架体内部的多个第一隔板，相邻两所述第一隔板及所述架体围设形成所述第一槽。

本申请实施方式中，所述架体包括底板和架体侧壁，所述架体侧壁与所述底板围设形成一槽体，多个所述第一隔板并排设置于所述槽体内。

本申请实施方式中，所述底板与所述箱体的底部之间设有一通风腔，每一所述第一槽对应的所述底板设置有开口，所述第一槽通过所述开口与所述通风腔连通。

本申请实施方式中，所述固定部与所述盖体为一体结构或可拆卸连接结构。

本申请实施方式中，所述电池封装结构还包括连接片组以及与所述连接片组电性连接的线路板，所述连接片组设置于所述盖体的上方且与所述电芯的电性连接，所述线路板设置于所述连接片组远离所述盖体的一侧。

本申请实施方式中，所述盖体开设有多个与所述电芯的正极柱对应的正极柱安装孔以及多个与所述电芯的负极柱对应的负极柱安装孔，所述电芯的正极柱穿过所述正极柱安装孔以及负极柱穿过所述负极柱安装孔后通过所述连接片组形成串联或并联。

本申请实施方式中，所述盖体上设置有定位柱，所述连接片组对应所述固定柱设置有定位孔，所述定位柱用于穿过所述定位孔，以对所述连接片组进行定位。

本申请实施方式中，所述箱体内设置有多个所述隔离架，每一所述隔离架均对应一所述固定架，相邻两所述隔离架之间设置有第一横梁，相邻两所述固定架之间设置有第二横梁，所述隔离架与所述第一横梁卡接，所述固定架与所述第二横梁卡接。

本发明还提供一种集成式储能系统，包括集装箱和设置在所述集装箱中的电池簇，所述电池簇包括如上所述的电池封装结构。

相较于现有技术，本发明提供的电池封装结构直接将电芯入箱成组，整箱焊接，减少了模组制作、模组焊接入箱等工序，缩短了电池封装工序，提升了自动化生产效率；另外，电芯入箱成组，通过通过连接件实现隔离架与固定架的可拆卸配合，无需用胶对电芯进行固定，方便电芯拆装以及后期维护更换；固定架上的固定部从侧向对电芯进行固定，提高了电芯在箱体内的稳定性。

附图说明

图1是本发明一实施方式提供的电池封装结构的结构示意图。

图2是本发明一实施方式提供的电池封装结构的爆炸图。

图3是图1的电池封装结构沿III-III的剖面图。

图4是本发明一实施方式提供的电池封装结构中箱体的结构示意图。

图5是本发明一实施方式提供的电池封装结构中隔离架的结构示意图。

图6是本发明一实施方式提供的电池封装结构中固定架的结构示意图。

图7是本发明一实施方式提供的电池封装结构中连接件的结构示意图。

图8是本发明一实施方式提供的集成式储能系统的结构示意图。

图9是本发明一实施方式提供的集成式储能系统中电池簇的结构示意图。

主要元件符号说明

电池封装结构 1000

箱体 1

下箱体 11

箱底 111

第一下侧壁 112

第二下侧壁 113

第一卡口 114

上箱体 12

盖板 121

第一上侧壁 122

第二上侧壁 123

隔离架 2

第一槽 21

架体 22

底板 221

架体侧壁 222

开口 223

第一隔板 23

第一卡块 24

固定架 3

上盖 31

盖体 311

固定部 312

第二隔板 313

第二卡块 314

定位柱 315

正极柱安装孔 316

负极柱安装孔 317

第三卡块 318

连接件 32

第二卡口 321

第二槽 33

电芯 4

连接片组 5

定位孔 51

线路板 6

第一横梁 7

第二横梁 8

第三卡口 81

风扇 9

通风孔 10

集成式储能系统 200

集装箱 201

电池簇 202

通风装置 203

控制汇流柜 204

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

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做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。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

以下所描述的系统实施方式仅仅是示意性的，所述模块或电路的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或机构也可以由同一个单元或机构通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图3，本发明实施例提供一种电池封装结构1000，该电池封装结构1000包括箱体1、隔离架2以及固定架3。该隔离架2设置于该箱体1内，该隔离架2包括多个第一槽21。该固定架3包括上盖31和连接件32，该上盖31位于该隔离架2的上方，该连接件32可拆卸地连接于该上盖31与该隔离架2。该上盖31包括盖体311及至少设置于该盖体311相对两边缘的两固定部312，该盖体311设置有一第二槽33。其中，该第一槽21和该第二槽33限定出一容置空间，电芯4位于该容置空间内，该固定部312抵持该电芯4的外侧壁。

请参阅图3与图4，该箱体1包括下箱体11和上箱体12，该下箱体11和该上箱体12大致围设形成一中空的矩形容纳箱。该下箱体11包括箱底111、设置于该箱底111相对两侧边的两第一下侧壁112以及设置于该箱底111另两侧边的两第二下侧壁113。该上箱体12包括与该箱底111相对设置的盖板121、设置于该盖板121相对两侧边的两第一上侧壁122以及设置于该盖板121另两侧边的两第二上侧壁123。

本实施方式中，该第一下侧壁112与该第一上侧壁122可拆卸连接，具体通过螺丝连接。该第二下侧壁113与该第二上侧壁123可拆卸连接，具体通过螺丝连接。

本实施方式中，两该第一下侧壁112与该箱底111为一体成型结构。两该第二下侧壁113与该箱底111为可拆卸连接。

本实施方式中，该箱体1的材质可以是金属，或塑料，也可以是金属与塑料相结合。

请参阅图5，结合参阅图3与图4，该隔离架2包括架体22及并排设置于该架体22内部的多个第一隔板23，相邻两该第一隔板23及该架体22围设形成该第一槽21。

本实施方式中，该架体22与该箱体1的第一下侧壁112和第二下侧壁113均卡接。具体地，该架体22的外缘设置有第一卡块24，该第一下侧壁112和该第二下侧壁113对应该第一卡块24均设置有第一卡口114，该第一卡块24用于卡入该第一卡口114内实现该架体22与该箱体1的卡接。

本实施方式中，该架体22包括底板221和架体侧壁222，该架体侧壁222与该底板221大致围设形成一矩形槽体，多个该第一隔板23并排设置于该槽体内部，相邻两该第一隔板23与该架体侧壁222和该底板221共同围设形成一用于容纳该电芯4的第一槽21。

本实施方式中，该隔离架2的材质为绝缘材质，同时在该第一槽21的底部设置有绝缘垫(图未示)，一方面起到绝缘的作用，另一方面起到缓冲的作用。

本实施方式中，该架体22的底板与该箱底111之间存在一通风腔(图未示)，每一该第一槽21对应的该底板221设置有开口223，该第一槽21通过该开口223与该通风腔连通，便于通风，为该隔离架2内的电芯4降温。

请参阅图6，结合参阅图2至图4，该固定部312与该盖体311可以是一体成型，该连接件32一端连接在该固定部312上，另一端连接在该隔离架2上，通过在该盖体311的边缘设置该固定部312，该固定部312抵住电芯4的侧壁，从电芯4的侧向对电芯4施加力，能够提高该电芯4的稳定性。

本实施方式中，该盖体311靠近该隔离架2的一侧设置有多个第二隔板313，相邻两第二隔板313与该盖体311及该固定部312共同围设形成该第二槽33。

本实施方式中，该第二槽33的形状大致与该电芯4的顶端的横截面形状一致，用于限位及固定该电芯4。

本实施方式中，该固定部312为相对设置的两条，位于该盖体311相对的两边缘。

另一实施方式中，固定部(图未示)与盖体(图未示)为可拆卸连接，具体该固定部与该盖体卡接，该固定部与该盖体可拆卸设置，便于各部件的配合。

请参阅图7，结合参阅图2与图6，该连接件32一端与该上盖31上的固定部312卡接，具体地，该连接件32一端设置有第二卡口321，该固定部312对应该第二卡口321设置有第二卡块314，该第二卡块314卡入该第二卡口321内实现该固定部312与该连接件32的可拆卸连接。该连接件32的另一端与该隔离架2通过螺栓连接。

请参阅图2与图3，该电池封装结构1000还包括连接片组5以及与该连接片组5电性连接的线路板6，该连接片组5设置于该上盖31的上方且与该电芯4电性连接，该线路板6设置于该连接片组5远离该上盖31的一侧。

请结合参阅图6，本实施方式中，该上盖31的盖体311开设有多个与该电芯4的正极柱对应的正极柱安装孔316以及多个与该电芯4的负极柱对应的负极柱安装孔317，该电芯4的正极柱穿过该正极柱安装孔316以及负极柱穿过该负极柱安装孔317后，通过该连接片组5形成串联或并联。

本实施方式中，该正极柱安装孔316和该负极柱安装孔317形成于该第二槽33内。

本实施方式中，该上盖31的盖体311上设置有定位柱315，该连接片组5对应该定位柱315设置有定位孔51，该定位柱315穿过该定位孔51，以将该连接片组5定位在该盖体311上，便于后续将连接片组5与电芯4的正负极柱进行整体焊接。

请再次参阅图2与图3，该箱体1内设置有多个该隔离架2，每一该隔离架2均对应一该固定架3，多个该隔离架2并排设置。

本实施方式中，相邻两该隔离架2之间设置有第一横梁7，相邻两该固定架3之间设置有第二横梁8，该隔离架2与该第一横梁7卡接，该固定架3与该第二横梁8卡接，通过卡接的方式实现多组隔离架2之间的可拆卸式连接固定，便于拆装及电芯4的维护和更换，同时通过增加第一横梁7和第二横梁8。

本实施方式中，该固定架3上的该固定部312与该第二横梁8卡接，便于多组固定架3的拆装及后期电芯4的维护更换。

本实施方式中，该固定部312的外缘设置有第三卡块318，该上第二横梁8对应该第三卡块318设置有第三卡口81，该第三卡块318卡入该第三卡口81内实现该固定部312与该第二横梁8的可拆卸连接。

请再次参阅图1至图3，该电池封装结构1000还包括设置于该箱体一端的风扇9，同时该箱体1的侧壁上设置有通风孔10，该风扇9和该通风孔10用于为该电池封装结构1000散热。

本实施方式中，多个电芯4并排设置，相邻两电芯4之间存在间隙，同时结合上述通风腔，方便将电芯4的热量带出，避免箱体1内部过热，影响电芯的正常运行。设置风扇9能够加速箱体1内部空气流通，提高散热效率。

该电池封装结构1000组装过程如下：

第一步，将下箱体11组装好。

第二步，将隔离架2卡合安装在下箱体11内。

第三步，通过机器手臂直接抓取电芯4入箱。

第四步，将固定架3放在在电芯4的顶部，其中电芯4的正负极柱卡入正极柱安装孔和负极柱安装孔。

第五步，将固定架3与隔离架2进行固定连接。

第六步，采用整体焊接的方式，将连接片组5上的连接片焊接在对应伸出的正负极柱上，同时将线路板6焊接在连接片组5的上方。

第七步，安装上箱体12，再组装其他元器件，测试下限。

请参阅图8与图9，本发明还提供了一种集成式储能系统200，该集成式储能系统200包括集装箱201和设置在该集装箱201中的电池簇202，该电池簇202包括如权上所述的电池封装结构1000。

可以理解的是，该集成式储能系统200还包括设置在该集装箱201两端端的通风装置203、设置在该集装箱201一端的控制汇流柜204以及消防系统柜(图未示)等。

本发明提供的盖集成式储能系统200可以应用于通信基站、储能电站、新能源等领域。

综上所述，本发明提供的电池封装结构直接将电芯入箱成组，整箱焊接，减少了模组制作、模组焊接入箱等工序，缩短了电池封装工序，提升了自动化生产效率；另外，电芯入箱成组，通过通过连接件实现隔离架与固定架的可拆卸配合，无需用胶对电芯进行固定，方便电芯拆装以及后期维护更换；固定架上的固定部从侧向对电芯进行固定，提高了电芯在箱体内的稳定性。

另外，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池封装结构，其特征在于，包括：

箱体；

隔离架，设置于所述箱体内，所述隔离架包括多个第一槽；以及

固定架，包括上盖和连接件，所述上盖位于所述隔离架的上方，所述连接件可拆卸地连接于所述上盖与所述隔离架，所述上盖包括盖体及至少设置于所述盖体相对两边缘的两固定部，所述盖体设置有一第二槽；

其中，所述第一槽和所述第二槽限定出一容置空间，电芯位于所述容置空间内，所述固定部抵持所述电芯的外侧壁。

2.如权利要求1所述的电池封装结构，其特征在于，所述隔离架包括架体及设置于所述架体内部的多个第一隔板，相邻两所述第一隔板及所述架体围设形成所述第一槽。

3.如权利要求2所述的电池封装结构，其特征在于，所述架体包括底板和架体侧壁，所述架体侧壁与所述底板围设形成一槽体，多个所述第一隔板并排设置于所述槽体内。

4.如权利要求3所述的电池封装结构，其特征在于，所述底板与所述箱体的底部之间设有一通风腔，每一所述第一槽对应的所述底板设置有开口，所述第一槽通过所述开口与所述通风腔连通。

5.如权利要求1所述的电池封装结构，其特征在于，所述固定部与所述盖体为一体结构或可拆卸连接结构。

6.如权利要求1所述的电池封装结构，其特征在于，还包括连接片组以及与所述连接片组电性连接的线路板，所述连接片组设置于所述盖体的上方且与所述电芯的电性连接，所述线路板设置于所述连接片组远离所述盖体的一侧。

7.如权利要求6所述的电池封装结构，其特征在于，所述盖体开设有多个与所述电芯的正极柱对应的正极柱安装孔以及多个与所述电芯的负极柱对应的负极柱安装孔，所述电芯的正极柱穿过所述正极柱安装孔以及负极柱穿过所述负极柱安装孔后通过所述连接片组形成串联或并联。

8.如权利要求6所述的电池封装结构，其特征在于，所述盖体上设置有定位柱，所述连接片组对应所述固定柱设置有定位孔，所述定位柱用于穿过所述定位孔，以对所述连接片组进行定位。

9.如权利要求1所述的电池封装结构，其特征在于，所述箱体内设置有多个所述隔离架，每一所述隔离架均对应一所述固定架，相邻两所述隔离架之间设置有第一横梁，相邻两所述固定架之间设置有第二横梁，所述隔离架与所述第一横梁卡接，所述固定架与所述第二横梁卡接。

10.一种集成式储能系统，包括集装箱和设置在所述集装箱中的电池簇，其特征在于，所述电池簇包括如权利要求1-9任一项所述的电池封装结构。

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