CN113381107A - 一种结构简化的储能电池簇 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种结构简化的储能电池簇,包括电池架,所述电池架的两侧内表面均设置有电池模组电池模组咬合槽,所述电池架两侧内表面之间设置有电池模组层托,所述电池模组层托的上端外表面设置有电池簇本体。本发明所述的一种结构简化的储能电池簇,将锂电池组成模组后,直接安装于电池簇的电池架上,由电池架的加强梁直接承受模组的重量,减去了传统方法中的底壳。模组与模组之间,模组与电池架之间设置有咬合结构,使结构稳固,不会因摇晃或受到外部冲击而轻易错位。由于模组外没有封闭的pack外壳,增加了其散热面积,使散热效率更高。采用大模组结构,结构简化的同时,降低了材料成本和制造成本,同时也便于安装和维修。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域,特别涉及一种结构简化的储能电池簇。
背景技术
目前在锂离子电池大型储能领域,基本都是先将锂电池单体通过串并联的方式先组合成模组,然后模组再通过或串或并的方式组装成电池包,电池包再通过串并联方式组成电池簇,然后再将多个电池簇固定在集装箱中,组成大型储能系统。由于电池模组和电池包需要用到大量的结构材料,因此增加了整个储能系统的重量。电池模组和电池包的制作周期较长且工艺复杂,因此也降低了整个储能系统的制作效率,提高了制造成本,安装和维护均不方便。
随着储能市场的发展,用户要求储能系统能够具有更高的集中度,增加单位体积内的储存能量,因此使用大型电池和减少储能系统中不提供能量存储的结构件是行之有效的方法,这就要求储能系统在增大体积能量密度的同时,仍能满足结构强度、散热等技术要求。而目前新能源车领域,提高能量密度降低成本所采用的方法是去模组化(CTP技术),但此技术不可照搬应用于储能领域,储能领域大多仍采用传统的电池-电池模组-电池包-电池簇的组合设计。
而现有的技术方案,由于储能系统没有类似新能源车的底盘能够承载电池包或模组,所以新能源车的一体化底盘技术不适用。使用传统技术方案的储能系统存在组装复杂、单位体积储存能量低、重量大(集装箱需要做承重基础)、维护困难等一系列问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种结构简化的储能电池簇,可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种结构简化的储能电池簇,包括电池架,所述电池架的两侧内表面均设置有电池模组电池模组咬合槽,所述电池架两侧内表面之间设置有电池模组层托,所述电池模组层托的上端外表面设置有电池簇本体,所述电池簇本体的内部设置有锂离子电池。
优选的,所述电池簇本体包括底板,所述底板两侧外表面固定安装有侧板,所述侧板的后端外表面固定安装有后端板,所述底板的前端外表面固定安装有前端板,所述底板和侧板的外表面均设置有绝缘板,所述底板的上端外表面设置有绝热胶片,所述侧板的两侧外表面均设置有镂空槽。
优选的,所述底板与侧板固定连接,所述底板与后端板固定连接,所述底板与前端板固定连接,所述侧板的两侧外表面与镂空槽固定连接。
优选的,所述前端板的外表面设置有总正接口,所述总正接口的一侧设置有总负接口,所述总负接口的下方设置有风扇,所述风扇的另一侧设置有BMU。
优选的,所述前端板的外表面与风扇固定连接,所述前端板的外表面与BMU固定连接,所述前端板的外表面与总正接口固定连接,所述前端板的外表面与总负接口固定连接。
优选的,所述锂离子电池的下端外表面通过绝缘板与底板固定连接,所述锂离子电池的两侧外表面通过绝缘板与侧板固定连接,所述锂离子电池之间通过绝热胶片固定连接。
优选的,所述电池簇本体通过电池模组层托与电池架活动连接,所述电池模组层托的下端外表面均设置有加强梁。
优选的,所述电池模组咬合槽与电池架的两侧内表面固定连接。
优选的,所述电池模组咬合槽与镂空槽活动连接,且所述电池簇本体通过镂空槽和电池模组咬合槽与电池架固定连接。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
在锂离子电池储能领域,规模化大型储能系统往往采用集装箱的储存形式,将锂离子电池首先组成电池模组,电池模组再组成电池插箱(Pack),电池插箱再组成电池簇,最后将电池簇放置在集装箱中,串并联后再接入汇流设备。如此造成了结构件的重复浪费,增加了系统的重量,减少了系统体积能量密度,增加了制造工序的复杂度和成本,也增加了安装和维修成本,而且不利于电池的散热。
本发明涉及结构简化的储能电池簇能够完美地解决上述问题。本发明将锂电池组成模组后,直接安装于电池簇的电池架上,由电池架的加强梁直接承受模组的重量,减去了传统方法中的底壳。模组与模组之间,模组与电池架之间设置有咬合结构,使结构稳固,不会因摇晃或受到外部冲击而轻易错位。由于模组外没有封闭的pack外壳,增加了其散热面积,使散热效率更高。采用大模组结构,结构简化的同时,降低了材料成本和制造成本,同时也便于安装和维修。
附图说明
图1是本发明的示意图;
图2是本发明的电池簇本体的结构示意图;
图3是本发明的电池簇本体与电池架连接结构示意图;
图4是本发明的电池簇本体与电池架连接的侧视图;
图5是本发明的整体结构后视图。
图中:1、电池架;2、电池模组咬合槽;3、电池模组层托;4、锂离子电池;5、总正接口;6、总负接口;7、BMU;8、风扇;9、电池簇本体;901、底板;902、侧板;903、后端板;904、前端板;905、绝热胶片;906、镂空槽;907、绝缘板;10、加强梁。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
如图1-5所示,一种结构简化的储能电池簇,包括电池架1,电池架1的两侧内表面均设置有电池模组电池模组咬合槽2,电池架1两侧内表面之间设置有电池模组层托3,电池模组层托3的上端外表面设置有电池簇本体9,电池簇本体9的内部设置有锂离子电池4。
电池簇本体9包括底板901,底板901两侧外表面固定安装有侧板902,侧板902的后端外表面固定安装有后端板903,底板901的前端外表面固定安装有前端板904,底板901和侧板902的外表面均设置有绝缘板907,底板901的上端外表面设置有绝热胶片905,侧板902的两侧外表面均设置有镂空槽906。
底板901与侧板902固定连接,底板901与后端板903固定连接,底板901与前端板904固定连接,侧板902的两侧外表面与镂空槽906固定连接。
前端板904的外表面设置有总正接口5,总正接口5的一侧设置有总负接口6,总负接口6的下方设置有风扇8,风扇8的另一侧设置有BMU7。
前端板904的外表面与风扇8固定连接,前端板904的外表面与BMU7固定连接,前端板904的外表面与总正接口5固定连接,前端板904的外表面与总负接口6固定连接。
锂离子电池4的下端外表面通过绝缘板907与底板901固定连接,锂离子电池4的两侧外表面通过绝缘板907与侧板902固定连接,锂离子电池4之间通过绝热胶片905固定连接。
电池簇本体9通过电池模组层托3与电池架1活动连接,电池模组层托3的下端外表面均设置有加强梁10。
电池模组咬合槽2与电池架1的两侧内表面固定连接。
电池模组咬合槽2与镂空槽906活动连接,且电池簇本体9通过镂空槽906和电池模组咬合槽2与电池架1固定连接。
需要说明的是,本实施例电池簇由14个电池模组组成,每层两个电池模组,电池模组由12个电芯串联组成,长度达860mm,宽365mm,高230mm。
首先将一支以上锂离子电池4按串并联要求组成电池模组。步骤如下:首先将电池模组的底板901和侧板902的金属涂上导热绝缘胶。然后将锂离子电池4放入模组的下壳内,电池之间亦涂绝缘胶,电池紧密排布在一起,安装电池模组两端的侧板902后,用螺柱和扎带固定。电池模组的左右两端设计有可互相耦合的镂空槽906,使两个以上的模组可两两紧密咬合在一起,结构紧固。电池模组的正负极设计在模组的同一端。
电池模组中的电池焊接连接片,使之按串并联要求相连,然后安装集成式采集线路(busbar)并贴上极柱绝缘保护胶带。
电池架1的设计,电池架1的每一层设有加强梁10以支撑所放模组的重量,电池架1的每一层侧面设计有可与电池模组互相耦合的电池模组咬合槽2,可与相接触的模组两两紧密咬合,结构紧固。
安装后端板903,后端板903可与冷却风道进行集成。
将模组放置在电池架1上固定,并用铜排或动力电缆完成模组的串并连接,总正接口5和总负接口6连接内部接插件。
将风扇8和BMU7安装在前端板904上,并完成总正接口5和总负接口6的外部接插件安装。
将集成采集线路的端口与BMU7的端口连接,内外接插件连接,将前端板904固定在电池架1上。
安装上盖板,上盖板。
完成剩余层架模组和高压箱的安装,组成电池簇。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种结构简化的储能电池簇,包括电池架(1),其特征在于:所述电池架(1)的两侧内表面均设置有电池模组电池模组咬合槽(2),所述电池架(1)两侧内表面之间设置有电池模组层托(3),所述电池模组层托(3)的上端外表面设置有电池簇本体(9),所述电池簇本体(9)的内部设置有锂离子电池(4)。
2.根据权利要求1所述的一种结构简化的储能电池簇,其特征在于:所述电池簇本体(9)包括底板(901),所述底板(901)两侧外表面固定安装有侧板(902),所述侧板(902)的后端外表面固定安装有后端板(903),所述底板(901)的前端外表面固定安装有前端板(904),所述底板(901)和侧板(902)的外表面均设置有绝缘板(907),所述底板(901)的上端外表面设置有绝热胶片(905),所述侧板(902)的两侧外表面均设置有镂空槽(906)。
3.根据权利要求2所述的一种结构简化的储能电池簇,其特征在于:所述底板(901)与侧板(902)固定连接,所述底板(901)与后端板(903)固定连接,所述底板(901)与前端板(904)固定连接,所述侧板(902)的两侧外表面与镂空槽(906)固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种结构简化的储能电池簇,其特征在于:所述前端板(904)的外表面设置有总正接口(5),所述总正接口(5)的一侧设置有总负接口(6),所述总负接口(6)的下方设置有风扇(8),所述风扇(8)的另一侧设置有BMU(7)。
5.根据权利要求1所述的一种结构简化的储能电池簇,其特征在于:所述前端板(904)的外表面与风扇(8)固定连接,所述前端板(904)的外表面与BMU(7)固定连接,所述前端板(904)的外表面与总正接口(5)固定连接,所述前端板(904)的外表面与总负接口(6)固定连接。
6.根据权利要求2所述的一种结构简化的储能电池簇,其特征在于:所述锂离子电池(4)的下端外表面通过绝缘板(907)与底板(901)固定连接,所述锂离子电池(4)的两侧外表面通过绝缘板(907)与侧板(902)固定连接,所述锂离子电池(4)之间通过绝热胶片(905)固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种结构简化的储能电池簇,其特征在于:所述电池簇本体(9)通过电池模组层托(3)与电池架(1)活动连接,所述电池模组层托(3)的下端外表面均设置有加强梁(10)。
8.根据权利要求1所述的一种结构简化的储能电池簇,其特征在于:所述电池模组咬合槽(2)与电池架(1)的两侧内表面固定连接。
9.根据权利要求1所述的一种结构简化的储能电池簇,其特征在于:所述电池模组咬合槽(2)与镂空槽(906)活动连接,且所述电池簇本体(9)通过镂空槽(906)和电池模组咬合槽(2)与电池架(1)固定连接。
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