CN116345056A - 电池装置和储能设备 - Google Patents

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CN116345056A CN202310479467.8A CN202310479467A CN116345056A CN 116345056 A CN116345056 A CN 116345056A CN 202310479467 A CN202310479467 A CN 202310479467A CN 116345056 A CN116345056 A CN 116345056A
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钟德良
吴长风
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Abstract

本发明公开一种电池装置和储能设备。电池装置包括箱体、电池单体和隔板；箱体内设有空腔，隔板将空腔分割成导流腔和容纳腔，导流腔与箱体的外界连通，导流腔与容纳腔隔断；电池单体位于容纳腔内，电池单体包括防爆阀；与防爆阀对应的容纳腔的侧壁设有罩设件，罩设件罩设防爆阀，罩设件设有与防爆阀对应的防爆腔，防爆腔与导流腔隔断，罩设件连接有薄弱部，薄弱部配置为在防爆阀喷出的气体冲击的情况下破裂以使导流腔与防爆腔连通。上述电池装置中，在电池单体未发生热失控时，箱体外界的空气水分通过导流腔无法进入容纳腔内，保证电池装置的正常使用，在电池单体发生热失控时，防爆阀喷出的气体可通过导流腔排出箱体外。

Description

电池装置和储能设备
技术领域
本发明涉及储能技术领域，特别涉及一种电池装置和储能设备。
背景技术
在相关技术中，电池的箱体一般为密封结构，上盖与下箱体完全密封设置，或者在上盖上设有导流通道直接进行排气。然而，1)当上盖与下箱体完全密封时，电池单体热失控产生的气体无法全部排出；2)当在上盖上设置导流通道时，由于导流通道与箱体内部的空间连通，使得空气水分等能进入，进而影响电池装置的正常使用。
发明内容
本发明实施方式提供一种电池装置和储能设备。
本发明实施方式的一种电池装置包括箱体、电池单体和隔板；
所述箱体内设有空腔，所述隔板将所述空腔分割成导流腔和容纳腔，所述导流腔与所述箱体的外界连通，所述导流腔与所述容纳腔隔断；
所述电池单体位于所述容纳腔内，所述电池单体包括防爆阀；
与所述防爆阀对应的容纳腔的侧壁设有罩设件，所述罩设件罩设所述防爆阀，所述罩设件设有与所述防爆阀对应的防爆腔，所述防爆腔与所述导流腔隔断，所述罩设件连接有薄弱部，所述薄弱部配置为在所述防爆阀喷出的气体冲击的情况下破裂以使所述导流腔与所述防爆腔连通。
上述电池装置中，在电池单体未发生热失控时，所述容纳腔与所述导流腔隔断，所述防爆腔与所述导流腔隔断，使得箱体外界的空气水分通过导流腔无法进入容纳腔内，保证电池装置的正常使用，在电池单体发生热失控时，所述薄弱部配置为在所述防爆阀喷出的气体冲击的情况下破裂以使所述导流腔与所述防爆腔连通，进而可以将防爆阀喷出的气体通过导流腔排出箱体外。
在某些实施方式中，所述导流腔内设有相对的第一板和第二板，所述第一板和所述第二板连接所述罩设件，所述第一板和所述第二板中的至少一个设有所述薄弱部。
如此，薄弱部可以形成在第一板和/或第二板上。
在某些实施方式中，所述导流腔内设有间隔件，所述第一板与所述导流腔的侧壁之间形成有第一导流通道，所述间隔件与所述第二板之间形成有第二导流通道。
如此，可以加快高压气体的排放。
在某些实施方式中，所述第一板和所述第二板中的至少一个的侧壁设有凹槽，所述凹槽的底壁构成所述薄弱部。
如此，易于形成薄弱部。
在某些实施方式中，所述箱体包括下腔体和上盖，所述下腔体连接所述上盖并围成所述空腔，所述隔板设在所述上盖的内侧。
如此，可以提升电池装置的组装效率。
在某些实施方式中，所述上盖包括盖体与侧围板，所述侧围板连接在所述盖体的边缘，所述隔板连接所述侧围板的侧壁，所述侧围板包括沿所述电池装置长度方向的第一侧围板和第二侧围板，所述第一侧围板和所述第二侧围板中的至少一个设有通孔，所述通孔连通所述导流腔。
如此，可以利用侧围板上的通孔排出防爆阀喷出的气体。
在某些实施方式中，多个所述电池单体沿所述电池装置长度方向排列形成一个电池模组，多个所述电池模组沿所述电池装置宽度方向排列，多个所述罩设件沿所述电池装置长度方向连接形成一个导流结构，多个所述导流结构与多个所述电池模组一一对应。
如此，可以保证箱体的结构强度。
在某些实施方式中，所述导流结构连接所述电池装置沿长度方向的两侧板。
如此，可以进一步提升箱体的结构强度。
在某些实施方式中，所述导流结构连接所述电池装置沿高度方向的一侧板和所述隔板。
如此，可以进一步提升箱体的结构强度。
本发明实施方式的一种储能设备包括上述任一实施方式的电池装置。
上述储能设备中，在电池单体未发生热失控时，所述容纳腔与所述导流腔隔断，所述防爆腔与所述导流腔隔断，使得箱体外界的空气水分通过导流腔无法进入容纳腔内，保证电池装置的正常使用，在电池单体发生热失控时，所述薄弱部配置为在所述防爆阀喷出的气体冲击的情况下破裂以使所述导流腔与所述防爆腔连通，进而可以将防爆阀喷出的气体通过导流腔排出箱体外。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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方式，对在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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施方式的电池装置的立体图；
图2为本发明实施方式的电池装置的另一立体图；
图3为本发明实施方式的电池装置的分解图；
图4为本发明实施方式的电池装置的另一分解图；
图5为本发明实施方式的电池装置的再一分解图；
图6至图7为本发明实施方式的上盖的结构图；
图8为本发明实施方式的电池装置的截面图。
图9为图8的电池装置的A部分的放大图；
图10为本发明实施方式的电池装置的另一截面图。
图11为图10的电池装置的B部分的放大图。
附图标记说明：
电池装置-100，箱体-12，电池单体-14，隔板-16，空腔-18，导流腔-20，容纳腔-22，防爆阀-24，罩设件-26，防爆腔28，薄弱部-30，下腔体-32，上盖-34，前板-36，风扇-38，连接端-40，控制板-42，第一板-44，第二板-46，间隔件-48，第一导流通道-50，第二导流通道-52，凹槽-54，盖体-56，第一侧围板-58，第二侧围板-60，通孔-62，电池模组-64，导流结构-66。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。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一个或者更多个特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对在本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参图1至图5，本发明实施方式提供的一种电池装置100包括箱体12、电池单体14和隔板16。
箱体12内设有空腔18，隔板16将空腔18分割成导流腔20和容纳腔22，导流腔20与箱体12的外界连通，导流腔20与容纳腔22隔断。电池单体14位于容纳腔22内，电池单体14包括防爆阀24。与防爆阀24对应的容纳腔22的侧壁设有罩设件26，罩设件26罩设防爆阀24，罩设件26设有与防爆阀24对应的防爆腔28，防爆腔28与导流腔20隔断，罩设件26连接有薄弱部30，薄弱部30配置为在防爆阀24喷出的气体冲击的情况下破裂以使导流腔20与防爆腔28连通。
上述电池装置100中，在电池单体14未发生热失控时，容纳腔22与导流腔20隔断，防爆腔28与导流腔20隔断，使得箱体12外界的空气水分通过导流腔20无法进入容纳腔22内，保证电池装置100的正常使用，在电池单体14发生热失控时，薄弱部30配置为在防爆阀24喷出的气体冲击的情况下破裂以使导流腔20与防爆腔28连通，进而可以将防爆阀24喷出的气体通过导流腔20排出箱体12外。
具体地，箱体12可以是金属箱体或非金属箱体，在此不作具体限定。当箱体12是金属箱体时，可选地，在电池单体14与箱体12的侧壁之间设置绝缘膜，以隔绝箱体12与电池单体14。当箱体12是非金属箱体时，需要保证箱体12的结构强度。
在图3中，箱体12包括下腔体32和上盖34，下腔体32连接上盖34并围成空腔18。可选地，上盖34可拆卸地连接下腔体32以方便电池装置100的维护和组装。
下腔体32包括前板36，前板36的外侧面上设有风扇38、两个连接端40和控制板42，两个连接端40可以与外部设备进行电连接，以向外部设备供电或由外部设备对电池单体14充电。
前板36上设有抽风口，风扇38安装在抽风口处，风扇38启动可以将容纳腔22里的空气从抽风口排出至箱体12外界，对电池单体14进行冷却。可以理解，在其他实施方式中，电池装置100也可以采用液冷板对电池单体14进行散热，而不限于风扇38散热，在此不作具体限定。
控制板42可以电连接电池单体14，用于采集电池单体14的状态信号，状态信号包括但不限于温度、电量、电压等信号，以控制电池装置100的运行状态，例如，对电池单体14进行散热、充电、放电、或保护等。
隔板16可以将空腔18间隔为导流腔20和容纳腔22。在图9中，下腔体32连接上盖34并围成空腔18，隔板16设在上盖34的内侧。如此，可以提升电池装置100的组装效率。
具体地，隔板16设在上盖34的内侧，下腔体32内设有容纳腔22，当上盖34安装至下腔体32上时，隔板16即可以将空腔18分割成导流腔20和容纳腔22，进而可以提升电池装置100的组装效率。可以理解的是，隔板16还可以在箱体12的其他侧板上，而不限于上盖34。
当电池单体14发生热失控时，防爆阀24喷出的高压气体可以冲破薄弱部30，使薄弱部30破裂，高压气体再由破裂处进入导流腔20，经导流腔20排出到箱体12外界。
进一步地，电池单体14都是按照一定顺序规整排列，不同的防爆阀24的间距和大小均有定义。所以考虑到电池单体14喷阀(防爆阀24爆开)的情况，对电池单体14的防爆阀24上方并连接罩设件26的侧壁作处理形成薄弱部30。罩设件26沿电池装置100高度方向对应于防爆阀24，当电池单体14发生热失控时，除喷出高压气体外，还会喷出其他物质，从防爆阀24喷出的其他物质可以从破裂处穿过进入导流腔20，落在导流腔20内，避免其他物质落到其他电池单体14而引发更多电池单体14热失控，提升了电池装置100的安全性。
在图1中，电池装置100高度方向可以是上下方向，长度方向可以是前后方向，宽度方向可以是左右方向。
在某些实施方式中，导流腔20内设有相对的第一板44和第二板46，第一板44和第二板46连接罩设件26，第一板44和第二板46中的至少一个设有薄弱部30。
如此，薄弱部30可以形成在第一板44和/或第二板46上。
具体地，在图11中，第一板44和第二板46平行设置，第一板44为左板，第二板46为右板，第一板44和第二板46上均设有薄弱部30。防爆阀24喷出的高压气体从下至上进行防爆腔28，然后碰撞到防爆腔28的顶壁，由防爆腔28的顶壁将高压气体分为左右两路，左路气体冲破左板上的薄弱部30，右路气体冲破板上的薄弱部30，以使高压气体能够快速地排入导流腔20，进而排出至箱体12外界。
在某些实施方式中，导流腔20内设有间隔件48，第一板44与导流腔20的侧壁之间形成有第一导流通道50，间隔件48与第二板46之间形成有第二导流通道52。
如此，可以加快高压气体的排放。
具体地，在一个实施方式中，第一板44和第二板46上均设有薄弱部30，第一导流通道50与第二导流通道52沿电池装置100长度方向延伸，可以将从薄弱部30流出的气体导向电池装置100的前端和/或后端。一个防爆阀24的高压气体可以由第一导流通道50和第二导流通道52导走，进而可以加快高压气体的排放。
在某些实施方式中，第一板44和第二板46中的至少一个的侧壁设有凹槽54，凹槽54的底壁构成薄弱部30。
如此，易于形成薄弱部30。
具体地，在图11中，第一板44和第二板46的侧壁上均设有凹槽54，在一个实施方式中，可以通过仿真计算电池单体14喷阀时产生的力，合理设计薄弱部30的厚度，以保证电池单体14喷阀时能够冲破薄弱部30。
凹槽54的形状可以根据需求来确定，在此不作具体限定。
可以理解，在其他实施方式中，第一板44或第二板46的侧壁设有凹槽54。
在某些实施方式中，上盖34包括盖体56与侧围板，侧围板连接在盖体56的边缘，隔板16连接侧围板的侧壁，侧围板包括沿电池装置100长度方向的第一侧围板58和第二侧围板60，第一侧围板58和第二侧围板60中的至少一个设有通孔62，通孔62连通导流腔20。
如此，可以利用侧围板上的通孔62排出防爆阀24喷出的气体。
具体地，侧围板、盖体56和隔板16合围成导流腔20，在图3中，多个电池单体14沿电池装置100长度方向排成一个电池模组64，两个电池模组64沿电池装置100宽度方向排列。每个电池模组64上的罩设件26两侧对应设置有第一导流通道50和第二导流通道52。
在图8中，第一侧围板58为前侧围板，第二侧围板60为后侧围板，第一侧围板58和第二侧围板60上均设有通孔62。第一侧围板58上设有4个通孔62，4个通孔62分别对应连通两个第一导流通道50的前端和两个第二导流通道52的前端，第二侧围板60上设有4个通孔62，4个通孔62分别对应连通两个第一导流通道50的后端和两个第二导流通道52的后端。
防爆阀24喷出的高压气体，可以冲破第一板44和第二板46上的薄弱部30，并分别进入第一导流通道50和第二导流通道52内，由侧围板上的通孔62排出至箱体12外界。
在某些实施方式中，多个电池单体14沿电池装置100长度方向排列形成一个电池模组64，多个电池模组64沿电池装置100宽度方向排列，多个罩设件26沿电池装置100长度方向连接形成一个导流结构66，多个导流结构66与多个电池模组64一一对应。
如此，可以保证箱体12的结构强度。
具体地，电池装置100长度方向可以是图3的前后方向，电池装置100宽度方向可以是图3的左右方向。在图3中，容纳腔22内设有两个电池模组64，两个电池模组64可以以串联、并联或串并联的方式进行电连接，一个电池模组64的多个电池单体14可以以串联、并联或串并联的方式进行电连接，在此不作具体限定。
沿电池装置100长度方向的多个罩设件26连接形成一个导流结构66，可以起到一个类似加强筋的作用，避免箱体12的变形，保证箱体12的结构强度。
多个导流结构66与多个电池模组64一一对应，请结合图3和图7，两个导流结构66与两个电池模组64一一对应。可以理解，在其他实施方式中，导流结构66与电池模组64的数量不限于两个，还可以是三个或多于三个。
在某些实施方式中，导流结构66连接电池装置100沿长度方向的两侧板。
如此，可以进一步提升箱体12的结构强度。
具体地，在图5至图7中，间隔件48和两个导流结构66设在上盖34的盖体56内侧面，间隔件48隔开两个导流结构66。两个导流结构66连接第一侧围板58和第二侧围板60，第一侧围板58和第二侧围板60分别位于电池装置100长度方向的两端，可以进一步提升上盖34在电池装置100长度方向上的结构强度。
在某些实施方式中，导流结构66连接电池装置100沿高度方向的一侧板和隔板16。
如此，可以进一步提升箱体12的结构强度。
具体地，在图5至图7中，两个导流结构66设在上盖34的盖体56内侧面，每个导流结构66连接上盖34的盖体56和隔板16，上盖34的盖体56和隔板16沿电池装置100高度方向排列，可以进一步提升上盖34在电池装置100高度方向上的结构强度。
在图5至图9和图11中，导流结构66在电池装置100高度方向上连接盖体56和隔板16，在电池装置100长度方向上连接第一侧围板58和第二侧围板60，提升了整个上盖34的结构强度。
本发明实施方式的一种储能设备包括上述任一实施方式的电池装置100。
上述储能设备中，在电池单体14未发生热失控时，容纳腔22与导流腔20隔断，防爆腔28与导流腔20隔断，使得箱体12外界的空气水分通过导流腔20无法进入容纳腔22内，保证电池装置100的正常使用，在电池单体14发生热失控时，薄弱部30配置为在防爆阀24喷出的气体冲击的情况下破裂以使导流腔20与防爆腔28连通，进而可以将防爆阀24喷出的气体通过导流腔20排出箱体12外。
具体地，储能设备还可包括簇架，一个或多个电池装置100可以安装在簇架上。多个电池装置100可以阵列形式布置在簇架上。多个电池装置100可以以串联、并联或串并联的方式进行电连接接。
储能设备可以包括但不限于储能集装箱、家用储能柜等储能设备。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含在本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电池装置，其特征在于，包括箱体、电池单体和隔板；
所述箱体内设有空腔，所述隔板将所述空腔分割成导流腔和容纳腔，所述导流腔与所述箱体的外界连通，所述导流腔与所述容纳腔隔断；
所述电池单体位于所述容纳腔内，所述电池单体包括防爆阀；
与所述防爆阀对应的容纳腔的侧壁设有罩设件，所述罩设件罩设所述防爆阀，所述罩设件设有与所述防爆阀对应的防爆腔，所述防爆腔与所述导流腔隔断，所述罩设件连接有薄弱部，所述薄弱部配置为在所述防爆阀喷出的气体冲击的情况下破裂以使所述导流腔与所述防爆腔连通。
2.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述导流腔内设有相对的第一板和第二板，所述第一板和所述第二板连接所述罩设件，所述第一板和所述第二板中的至少一个设有所述薄弱部。
3.根据权利要求2所述的电池装置，其特征在于，所述导流腔内设有间隔件，所述第一板与所述导流腔的侧壁之间形成有第一导流通道，所述间隔件与所述第二板之间形成有第二导流通道。
4.根据权利要求2所述的电池装置，其特征在于，所述第一板和所述第二板中的至少一个的侧壁设有凹槽，所述凹槽的底壁构成所述薄弱部。
5.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述箱体包括下腔体和上盖，所述下腔体连接所述上盖并围成所述空腔，所述隔板设在所述上盖的内侧。
6.根据权利要求5所述的电池装置，其特征在于，所述上盖包括盖体与侧围板，所述侧围板连接在所述盖体的边缘，所述隔板连接所述侧围板的侧壁，所述侧围板包括沿所述电池装置长度方向的第一侧围板和第二侧围板，所述第一侧围板和所述第二侧围板中的至少一个设有通孔，所述通孔连通所述导流腔。
7.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，多个所述电池单体沿所述电池装置长度方向排列形成一个电池模组，多个所述电池模组沿所述电池装置宽度方向排列，多个所述罩设件沿所述电池装置长度方向连接形成一个导流结构，多个所述导流结构与多个所述电池模组一一对应。
8.根据权利要求7所述的电池装置，其特征在于，所述导流结构连接所述电池装置沿长度方向的两侧板。
9.根据权利要求7所述的电池装置，其特征在于，所述导流结构连接所述电池装置沿高度方向的一侧板和所述隔板。
10.一种储能设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电池装置。
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CN117832746A (zh) * 2024-03-05 2024-04-05 深圳海辰储能科技有限公司 一种电池模组及储能系统

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