CN113571826A - 一种合金塑料壳体的电池模组 - Google Patents
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Abstract
一种合金塑料壳体的电池模组，其包括：模组底壳、模组中壳、模组上盖、多个电芯、防鼓胀架、多个汇流排、采集线束和直流风扇，模组底壳于竖直方向具有一定的高度并且顶部呈开口状，模组底壳于其顶部设置有多个第一固定孔，于侧面设有多个风扇固定孔、多个进风孔和多个把手，于底部设有多个阵列状的电芯固定孔，多个电芯依次分布于多个电芯固定孔内，模组中壳于竖直方向具有一定的高度并于水平方向架设有一隔板，隔板上设有多个方形孔、一前通风孔和一后通风孔，模组中壳的顶部设置有多个与第一固定孔相对应的第二固定孔，模组中壳的侧面设有一供采集线束穿设的线束固定孔，模组中壳使用螺栓通过第一固定孔、第二固定孔固定至模组底壳上。
Description
技术领域
本发明涉及电化学储能领域，具体而言，涉及一种合金塑料壳体的电池模组。
背景技术
电能具有发输供用实时平衡的特点，储能技术的出现，改变了电力工业即发即用的传统模式。当前，储能技术在电力系统细分领域的应用，主要包括可再生能源接入储能、电网调峰、调频储能、配电侧分布式储能和用户侧分布式微网储能。锂离子电池因具有能量密度高、开路电压高、自放电低、无记忆、无污染和循环寿命长等优点，从而被广泛应用于电化学储能上。随着锂电池储能成本的不断降低，电化学储能正逐步升起。
目前电化学储能系统往往是由电芯组成电池模组，再由电池模组组成电池箱，电池箱串联组成电池簇。由于电池模组及电池箱的壳体采用金属材料，在组装和运输过程中，容易与电芯发生短路。电池模组组成的电池箱重量较重，给安装及后期维护造成了较大困难。
发明内容
本发明提供一种合金塑料壳体的电池模组，用以解决上述现有技术存在的至少一个问题。
为达到上述目的，本发明提供了一种合金塑料壳体的电池模组，其包括：模组底壳、模组中壳、模组上盖、多个电芯、防鼓胀架、多个汇流排、采集线束和直流风扇，其中：
模组底壳、模组中壳、模组上盖依序位于合金塑料壳体的电池模组的最底部至最顶部，
模组底壳于竖直方向具有一定的高度并且顶部呈开口状，模组底壳于其顶部设置有多个第一固定孔，于侧面设有多个风扇固定孔、多个进风孔和多个把手，于底部设有多个阵列状的电芯固定孔，多个电芯依次分布于多个电芯固定孔内，每一电芯均与模组底壳和其他电芯之间存在预定间隙，
防鼓胀架具有与多个电芯相匹配的多个镂空孔，以嵌入至多个电芯之间，
模组中壳于竖直方向具有一定的高度并于水平方向架设有一隔板，隔板上设有多个方形孔、一前通风孔和一后通风孔，多个方形孔的数量和位置与多个电芯的极耳相对应，模组中壳的顶部设置有多个与第一固定孔相对应的第二固定孔，模组中壳的侧面设有一供采集线束穿设的线束固定孔，模组中壳使用螺栓通过第一固定孔、第二固定孔固定至模组底壳上，
每一电芯的极耳均露出于模组中壳的其中一个方形孔并且与其中一个汇流排焊接在一起，
采集线束集成有电压采集片和温度采集片，电压采集片和温度采集片均与汇流排焊接，
模组上盖于顶部设置有多个补风孔，
直流风扇安装于风扇固定孔外侧。
在本发明的一实施例中，多个电芯为磷酸铁锂电芯，电芯的尺寸为：厚度48±0.5mm、宽度174±0.5mm以及高度170±0.5mm，电芯的数量为8，呈2×4的阵列分布。
在本发明的一实施例中，模组底壳、防鼓胀架、模组中壳和模组上盖均为注塑件，其材料为PC/ABS合金塑料。
在本发明的一实施例中，对于模组底壳而言，第一固定孔为6个，风扇固定孔为4个，进风孔为7个，电芯固定孔为8个，把手为两个，其中，风扇固定孔和把手设于模组底壳的一第一侧面，进风孔设于与第一侧面相对的一第二侧面。
在本发明的一实施例中，汇流排为软铝排，汇流排的截面尺寸为40mm×2mm。
在本发明的一实施例中，电压采集片为9个，温度采集片为5个。
在本发明的一实施例中，模组底壳上的多个进风口中，位于两侧的进风口的大小大于位于中间的进风孔的大小。
本发明提供的合金塑料壳体的电池模组具有以下优点：
(1)壳体全部采用合金塑料，防护等级高，可直接作为电池箱使用，并且能够有效降低短路风险，重量轻、方便安装及维护。
(2)外壳上设有把手，确保了电池模组运输及安装的方便性，后期系统维护更加方便。
(3)模组上盖设有补风孔，通过调节补风孔可实现电池模组内部温度的一致性；
(4)增设了防鼓胀架，能够有效控制电芯鼓胀，大大延长了电池模组的使用寿命。
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为本发明提供的合金塑料壳体的电池模组的拆解示意图；
图2为模组底壳的示意图；
图3为模组中壳的示意图；
图4为模组上盖的示意图；
图5为电芯、防鼓胀架安装于模组底壳的示意图；
图6为防鼓胀架的示意图；
图7为汇流排与采集线束连接的示意图。
附图标记说明：1-模组底壳；2-模组中壳；3-模组上盖；4-电芯；5-防鼓胀架；6-汇流排；7-采集线束；8-直流风扇；11-第一固定孔；12-风扇固定孔；13-进风孔；14-电芯固定孔；15-把手；21-隔板；211-方形孔；212-前通风孔；213-后通风孔；22-第二固定孔；23-线束固定孔；31-补风孔。
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付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。
图1为本发明提供的合金塑料壳体的电池模组的拆解示意图，图2为模组底壳的示意图，图3为模组中壳的示意图，图4为模组上盖的示意图，图5为电芯、防鼓胀架安装于模组底壳的示意图，图6为防鼓胀架的示意图，图7为汇流排与采集线束连接的示意图。如图1-图7所示，本发明提供的合金塑料壳体的电池模组包括：模组底壳1、模组中壳2、模组上盖3、多个电芯4、防鼓胀架5、多个汇流排6、采集线束7和直流风扇8，其中：
如图1所示，模组底壳1、模组中壳2、模组上盖3依序位于合金塑料壳体的电池模组的最底部至最顶部，
模组底壳1于竖直方向具有一定的高度并且顶部呈开口状，模组底壳1于其顶部设置有多个第一固定孔11，于侧面设有多个风扇固定孔12、多个进风孔13和多个把手15，于底部设有多个阵列状的电芯固定孔14，多个电芯4依次分布于多个电芯固定孔14内，每一电芯4均与模组底壳1和其他电芯4之间存在预定间隙，
如图5、图6所示，防鼓胀架5具有与多个电芯4相匹配的多个镂空孔，以嵌入至多个电芯4之间，电芯4与防鼓胀架5之间存在一定的摩擦力而不易发生相对移动，防鼓胀架5可以有效抑制电芯鼓胀，延长电池模组的整体寿命，
模组中壳2于竖直方向具有一定的高度并于水平方向架设有一隔板21，隔板21上设有多个方形孔211、一前通风孔212和一后通风孔213，多个方形孔211的数量和位置与多个电芯4的极耳相对应，前通风孔212和后通风孔213用于电池模组内部上层空间和下层空间的空气流通，保证内部各处温度一致性，模组中壳2的顶部设置有多个与第一固定孔11相对应的第二固定孔22，模组中壳2的侧面设有一供采集线束7穿设的线束固定孔23，模组中壳2使用螺栓通过第一固定孔11、第二固定孔22固定至模组底壳1上，
每一电芯4的极耳均露出于模组中壳2的其中一个方形孔211并且与其中一个汇流排6焊接在一起，
采集线束7集成有电压采集片和温度采集片(图中未示出)，电压采集片和温度采集片均与汇流排焊接，此部分技术特征为本领域技术人员所熟知，在此不予赘述，
模组上盖3于顶部设置有多个补风孔31，多个补风孔31用以平衡合金塑料壳体的电池模组内部的温度，使得内部的温度均匀性更好，此为本发明与现有技术的一个重要不同之处。
直流风扇8安装于风扇固定孔12外侧，直流风扇8的型号可以根据实际通风需求进行选择。
本实施例中，多个电芯4为磷酸铁锂电芯，电芯4的尺寸为：厚度48±0.5mm、宽度174±0.5mm以及高度170±0.5mm，电芯4的数量为8，呈2×4的阵列分布。在其他实施例中，电芯4的数量和排列形式可以根据实际需要而定，
本实施例中，模组底壳1、防鼓胀架5、模组中壳2和模组上盖3均为注塑件，其材料为PC/ABS合金塑料，此材料具有绝缘、阻燃、强度高、成本低等优点。
本实施例中，对于模组底壳而言，第一固定孔11为6个，风扇固定孔12为4个，进风孔13为7个，电芯固定孔14为8个，把手15为两个，其中，风扇固定孔12和把手15设于模组底壳1的一第一侧面，进风孔设于与第一侧面相对的一第二侧面。进风孔13正对电芯4之间的间隙，当对电池模组进行充放电时，外界空气可以由进风孔13进入电池模组内部，带走电池模组内部散发的热量。两个把手15使得只需一个人即可对电池模组进行搬运和安装，有效降低了后期的维护成本
本实施例中，汇流排6为软铝排，汇流排6的截面尺寸为40mm×2mm。在其他实施例中，汇流排6的截面尺寸可以根据电芯的充放电电流进行调整。
本实施例中，电压采集片为9个，温度采集片为5个。
本实施例中，模组底壳1上的多个进风孔13中，位于两侧的进风口的大小大于位于中间的进风孔的大小。因中间的进风孔正对风扇，风阻较小，两侧的进风孔未正对风扇，风阻较大，通过增大两侧的进风孔，一定程度上能够弥补风阻不一致导致的风量不同，以使得电池模组两侧和中间的进风量一致，确保电池模组内部温度分布均匀。
本发明中，电芯的极耳与汇流排之间的焊接、电压采集片和温度采集片与汇流排之间的焊接均可以采用激光进行焊接，激光焊接更加牢固，可以确保在长期的使用过程中不会出现松动情况。
本发明中，模组底壳、防鼓胀架、模组中壳和模组上盖的材质均不限于单一的塑料材质，既可以是ABS，也可以是ABS+PC或者尼龙+玻纤等。
本发明提供的合金塑料壳体的电池模组具有以下优点：
(1)壳体全部采用合金塑料，防护等级高，可直接作为电池箱使用，并且能够有效降低短路风险，重量轻、方便安装及维护。
(2)外壳上设有把手，确保了电池模组运输及安装的方便性，后期系统维护更加方便。
(3)模组上盖设有补风孔，通过调节补风孔可实现电池模组内部温度的一致性；
(4)增设了防鼓胀架，能够有效控制电芯鼓胀，大大延长了电池模组的使用寿命。
通过本发明可以安全、快速、高效的制作组装电池系统，同时有效的降低了系统成本，在电化学储能领域具有很好的应用前景。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种合金塑料壳体的电池模组，其特征在于，包括：模组底壳、模组中壳、模组上盖、多个电芯、防鼓胀架、多个汇流排、采集线束和直流风扇，其中：
模组底壳、模组中壳、模组上盖依序位于合金塑料壳体的电池模组的最底部至最顶部，
模组底壳于竖直方向具有一定的高度并且顶部呈开口状，模组底壳于其顶部设置有多个第一固定孔，于侧面设有多个风扇固定孔、多个进风孔和多个把手，于底部设有多个阵列状的电芯固定孔，多个电芯依次分布于多个电芯固定孔内，每一电芯均与模组底壳和其他电芯之间存在预定间隙，
防鼓胀架具有与多个电芯相匹配的多个镂空孔，以嵌入至多个电芯之间，
模组中壳于竖直方向具有一定的高度并于水平方向架设有一隔板，隔板上设有多个方形孔、一前通风孔和一后通风孔，多个方形孔的数量和位置与多个电芯的极耳相对应，模组中壳的顶部设置有多个与第一固定孔相对应的第二固定孔，模组中壳的侧面设有一供采集线束穿设的线束固定孔，模组中壳使用螺栓通过第一固定孔、第二固定孔固定至模组底壳上，
每一电芯的极耳均露出于模组中壳的其中一个方形孔并且与其中一个汇流排焊接在一起，
采集线束集成有电压采集片和温度采集片，电压采集片和温度采集片均与汇流排焊接，
模组上盖于顶部设置有多个补风孔，
直流风扇安装于风扇固定孔外侧。
2.根据权利要求1所述的合金塑料壳体的电池模组，其特征在于，多个电芯为磷酸铁锂电芯，电芯的尺寸为：厚度48±0.5mm、宽度174±0.5mm以及高度170±0.5mm，电芯的数量为8，呈2×4的阵列分布。
3.根据权利要求1所述的合金塑料壳体的电池模组，其特征在于，模组底壳、防鼓胀架、模组中壳和模组上盖均为注塑件，其材料为PC/ABS合金塑料。
4.根据权利要求1所述的合金塑料壳体的电池模组，其特征在于，对于模组底壳而言，第一固定孔为6个，风扇固定孔为4个，进风孔为7个，电芯固定孔为8个，把手为两个，其中，风扇固定孔和把手设于模组底壳的一第一侧面，进风孔设于与第一侧面相对的一第二侧面。
5.根据权利要求1所述的合金塑料壳体的电池模组，其特征在于，汇流排为软铝排，汇流排的截面尺寸为40mm×2mm。
6.根据权利要求1所述的合金塑料壳体的电池模组，其特征在于，电压采集片为9个，温度采集片为5个。
7.根据权利要求1所述的合金塑料壳体的电池模组，其特征在于，模组底壳上的多个进风口中，位于两侧的进风口的大小大于位于中间的进风孔的大小。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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