CN116364943A - 端盖组件、储能装置及用电设备 - Google Patents
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Abstract
一种端盖组件、储能装置及用电设备,端盖组件包括端盖和集流盘;端盖安装有防爆阀,端盖的中心区域开设有安装孔;集流盘位于端盖的一侧,集流盘包括主体部和遮挡部,主体部的中心区域凸设有凸台,凸台部分插设于安装孔内,以使集流盘与端盖之间具有间隙;遮挡部的一端与主体部的周向边沿连接,且遮挡部位于端盖和主体部之间,遮挡部沿从主体部的周向边沿至主体部中心轴的方向延伸;防爆阀在主体部上的正投影至少部分位于遮挡部上。本申请实施例提供的端盖组件、储能装置及用电设备,在储能装置遭受冲击、撞击或跌落时,减小了防爆阀受到的压力。
Description
技术领域
本申请涉及储能技术领域,具体涉及一种端盖组件、储能装置及用电设备。
背景技术
储能装置主要是利用电池内的化学元素做储能介质,充放电过程伴随储能介质的化学反应或者变化,简单说就是把风能和太阳能产生的电能存在化学电池中,在外部电能的使用达到高峰时再将存储的电量释放出来使用,或者转移给电量紧缺的地方再使用。
以储能装置中的圆柱电池为例,圆柱电池包括壳体、端盖和电极组件,电极组件的两端分别焊接有集流盘,端盖与壳体的开口端固定连接,以围成一密封腔,电极组件位于密封腔内,相对位于底部的集流盘与壳体的底部焊接,相对位于顶部的集流盘与端盖上的极柱电连接。其中,端盖上安装有防爆阀,用于在密封腔内气压急剧增加时起到及时排气泄压的作用。在现有技术中,为了提升电解液对电极组件端面的浸润效果,一般在正极集流盘的外缘延伸出转接端,以在集流盘和端盖之间形成间隙,间隙供电解液充满,以浸润电极组件。然而,在电池遭受冲击、撞击或跌落时,间隙中的电解液容易冲击端盖上的防爆阀,造成防爆阀的误触发,影响了电池的安全性能和使用寿命。
发明内容
本申请的目的是提供一种端盖组件、储能装置及用电设备,解决现有技术中防爆阀容易被误触发的技术问题。
为实现本申请的目的,本申请提供了如下的技术方案:
第一方面,本申请提供一种端盖组件,包括:
端盖,安装有防爆阀,所述端盖的中心区域开设有安装孔;
集流盘,位于所述端盖的一侧,所述集流盘包括主体部和遮挡部,所述主体部的中心区域凸设有凸台,所述凸台部分插设于所述安装孔内,以使所述集流盘与所述端盖之间具有间隙;所述遮挡部的一端与所述主体部的周向边沿连接,且所述遮挡部位于所述端盖和所述主体部之间,所述遮挡部沿从所述主体部的周向边沿至所述主体部中心轴的方向延伸;
所述防爆阀在所述主体部上的正投影至少部分位于所述遮挡部上。在储能装置遭受冲击、撞击或跌落时,储能装置内部的电解液经过遮挡部的阻挡,流动方向产生偏转,使得电解液不易直接对防爆阀造成冲击,减小了防爆阀受到的冲击压力,降低了防爆阀因受到电解液冲击而被误触发的几率,有利于提升储能装置的安全性能,延长储能装置的使用寿命。
一种实施方式中,所述遮挡部为多个,多个所述遮挡部沿所述主体部的周向间隔设置,方便在主体部的周向的多个位置遮挡电解液,增强防爆阀的抗冲击效果。
一种实施方式中,至少两个相邻的所述遮挡部依次交叠设置,以使相邻的所述遮挡部在所述主体部上的正投影部分重叠,所述防爆阀在所述主体部上的正投影至少部分位于相邻的所述遮挡部的交叠区域。在储能装置因撞击、跌落等原因遭受冲击,导致电解液从电极组件所在的方向向防爆阀所在的一侧冲击时,相邻遮挡部的交叠区域能够完全遮盖防爆阀下表面的区域,对防爆阀提供更加充分的保护,大大减少了电解液对防爆阀造成的冲击,降低了防爆阀因受到电解液冲击而被误触发的几率,有利于提升储能装置的安全性能,延长储能装置的使用寿命。
一种实施方式中,所述遮挡部包括相连的第一翻折部和第二翻折部;
所述第一翻折部位于所述主体部的周向边沿,所述第二翻折部沿所述第一翻折部远离所述主体部的一端至所述主体部中心轴的方向延伸,所述第二翻折部与所述主体部所在的表面之间的夹角呈第一角度,所述第一角度为0°~5°。效果:通过设置第二翻折部与主体部所在表面之间的第一角度为0°~5°,能够保证第二翻折部对防爆阀的保护与缓冲作用,提高储能装置的安全性能和使用寿命,同时避免与端盖抵接产生干涉。
一种实施方式中,所述第一翻折部背离所述主体部的表面呈弧形,以使所述主体部与所述第二翻折部之间圆滑过渡。相当于在主体部与第二翻折部之间设置圆倒角,在将电极组件与集流盘焊接完成后,方便通过第一翻折部与储能装置的外壳内壁导向对准,且能够避免与外壳内壁产生碰撞,防止外壳产生铝屑进入电极组件造成短路,提高了储能组件的安全性与可靠性,有利于提升储能组件的使用寿命。
一种实施方式中,所述主体部呈圆形平板状,所述第二翻折部沿所述主体部径向方向的长度小于所述主体部的半径,避免影响储能装置密封腔内气体的流动。
一种实施方式中,所述第一翻折部与所述主体部所在表面之间的夹角呈第二角度,所述第二角度小于或等于90°,避免影响主体部与储能装置外壳之间的装配间隙,有利于将集流盘和电极组件快速装入储能装置外壳内。
一种实施方式中,所述主体部开设有多个第一通孔,多个所述第一通孔在所述主体部上间隔分布,增加了气体泄压通道,有利于在电极组件失控时将气体导出,及时进行气体泄压,防止储能装置外壳内部气压过高,有利于提高储能装置的安全性和可靠性。
一种实施方式中,至少部分所述第一通孔位于所述遮挡部在所述主体部上的正投影的区域内,形成了曲折的电解液通道,在储能装置因撞击、跌落等原因遭受冲击时,电解液从电极组件所在的方向通过第一通孔向防爆阀所在的一侧流动,受到第二翻折部的阻挡,流动方向发生偏转,进一步减少了电解液对防爆阀造成的冲击,降低了防爆阀因受到电解液冲击而被误触发的几率。
一种实施方式中,所述遮挡部开设有第二通孔,所述遮挡部在所述主体部上的正投影中,所述第二通孔位于所述第一通孔以外的区域。增加了气体流向防爆阀的流道,同时,蜿蜒曲折的流道也避免电解液直接冲击防爆阀,保证防爆阀能在储能装置密封腔内的气压急剧增大时进行及时泄压,有利于提高防爆阀的灵敏度,进一步提升储能装置的安全性能。
一种实施方式中,所述遮挡部开设有第二通孔,所述第二通孔的面积小于每一所述第一通孔的面积,增加了气体流向防爆阀的流道,且有利于减小电解液对防爆阀的冲击;在第二通孔的正投影位于第一通孔所在的区域时,由于第二通孔的面积小于每一第一通孔的面积,电解液从第一通孔流出进入第二通孔后,其流速和冲击力得到大幅降低,能够减小电解液对防爆阀的冲击。
一种实施方式中,所述第二通孔为多个,多个所述第二通孔在所述遮挡部上间隔分布,进一步增加了气体流向防爆阀的流道,保证防爆阀能在储能装置密封腔内的气压急剧增大时进行及时泄压。
一种实施方式中,所述遮挡部靠近所述主体部中心轴的一侧边缘为第一内缘,所述防爆阀靠近所述主体部中心轴的一侧边缘为第二内缘,所述第一内缘与所述主体部中心轴之间的最大距离小于或等于所述第二内缘与所述主体部中心轴之间的最小距离。遮挡部从主体部的周向边沿延伸至超过防爆阀的第二内缘,在电解液向防爆阀所在的方向冲击时,遮挡部产生一定的形变,其内侧边沿可以搭接于防爆阀的加强环上,进一步提升遮挡部对防爆阀的阻挡和缓冲效果,防止电解液直接冲击防爆阀,有利于降低防爆阀因受到电解液冲击而被误触发的几率。
一种实施方式中,所述主体部凹设有凹槽区,所述凹槽区从所述主体部的中心轴处向所述主体部的边沿延伸,为集流盘和电极组件提供焊接空间并容置焊接后形成的焊渣。
一种实施方式中,所述凹槽区为多个,多个所述凹槽区沿所述主体部的周向均匀间隔分布,以将所述主体部划分为多个主体区域,为集流盘和电极组件提供了多个焊接位置,保证了集流盘与电极组件之间连接的稳固性与可靠性。
一种实施方式中,多个所述凹槽区沿所述主体部的周向均匀间隔分布,进一步提升了集流盘和电极组件在周向各处的连接稳固性,有利于保证集流盘和电极组件的连接强度。
一种实施方式中,每一所述主体区域包括至少一个所述遮挡部,保证每一主体区域中遮挡部的遮挡效果。
第二方面,本申请提供一种储能装置,包括第一方面任一项实施例所述的端盖组件。
第三方面,本申请提供一种用电设备,包括第二方面提供的储能装置,所述储能装置用于为所述用电设备供电。
本申请实施例提供的端盖组件、储能装置及用电设备,通过设置集流盘包括位于主体部和端盖之间的遮挡部,且遮挡部沿从主体部的周向边沿至主体部中心轴的方向延伸,防爆阀在主体部上的正投影至少部分位于遮挡部上,在储能装置遭受冲击、撞击或跌落时,储能装置内部的电解液经过遮挡部的阻挡,流动方向产生偏转,使得电解液不易直接对防爆阀造成冲击,减小了防爆阀受到的压力,降低了防爆阀因受到电解液冲击而被误触发的几率,有利于提升储能装置的安全性能,延长储能装置的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施方式,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是一种实施例的户用储能系统的结构示意图;
图2是一种实施例的端盖组件的结构示意图;
图3是一种实施例的集流盘的立体示意图;
图4是一种实施例的集流盘的结构示意图;
图5是图4中A-A方向的剖视图;
图6是一种实施例的集流盘与防爆阀沿主体部轴向方向观测的位置示意图;
图7是图6中C处的放大图;
图8是另一种实施例的集流盘的立体示意图;
图9是另一种实施例的集流盘的结构示意图;
图10是又一种实施例的集流盘的立体示意图;
图11是又一种实施例的集流盘的结构示意图;
图12是图11中B-B方向的剖视图。
附图标记说明:
100-储能装置;200-电能转换装置;300-用户负载;10-主体部;11-第一表面;12-第二表面;13-凹槽区;14-主体区域;15-第一通孔;16-凸台;20-遮挡部;21-第一翻折部;22-第二翻折部;23-第二通孔;24-第一内缘;30-端盖;31-防爆阀;311-第二内缘;32-安装孔。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式中的附图,对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式,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方式,都属于本申请保护的范围。
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。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接或彼此可通讯;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,除非另有明确的限定。对于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申请中的具体含义。
除非另有定义,本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请中在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,不是旨在于限制本申请。本申请所使用的术语“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。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”等指标的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,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申请的限制。
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。
下面结合附图,对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
由于人们所需要的能源都具有很强的时间性和空间性,为了合理利用能源并提高能量的利用率,需要通过一种介质或者设备,把一种能量形式用同一种或者转换成另外一种能量形式存储起来,基于未来应用需要再以特定能量形式释放出来。众所周知,要实现碳中和的大目标,目前绿色电能的产生主要途径是发展光伏、风电等绿色能源来替代化石能源。
目前绿色电能的产生普遍依赖于光伏、风电、水势等,而风能和太阳能等普遍存在间歇性强、波动性大的问题,会造成电网不稳定、用电高峰电不够、用电低谷电太多,不稳定的电压还会对电力造成损害,因此可能因为用电需求不足或电网接纳能力不足,引发“弃风弃光”问题,要解决这些问题须依赖储能,即将电能通过物理或者化学的手段转化为其他形式的能量存储起来,在需要的时候将能量转化为电能释放出来。简单来说,储能类似一个大型“充电宝”,在光伏、风能充足时,将电能储存起来,在需要时释放储能的电力。
以电化学储能为例,本申请实施例提供一种储能装置100,储能装置100内设有一组储能电池,主要是利用电池内的化学元素做储能介质,充放电过程伴随储能介质的化学反应或者变化,简单说就是把风能和太阳能产生的电能存在化学电池中,在外部电能的使用达到高峰时再将存储的电量释放出来使用,或者转移给电量紧缺的地方再使用。
目前的储能(即能量存储)应用场景较为广泛,包括发电侧储能、电网侧储能、可再生能源并网储能以及用户侧储能等方面,对应的储能装置100的种类包括有:
(1)应用在电网侧储能场景的大型储能集装箱,其可作为电网中优质的有功无功调节电源,实现电能在时间和空间上的负荷匹配,增强可再生能源消纳能力,并在电网系统备用、缓解高峰负荷供电压力和调峰调频方面意义重大;
(2)应用在用户侧的工商业储能场景(银行、商场等)的中小型储能电柜以及应用在用户侧的家庭储能场景的户用小型储能箱,主要运行模式为“削峰填谷”。由于根据用电量需求在峰谷位置的电费存在较大的价格差异,用户有储能设备后,为了减少成本,通常在电价低谷期,对储能柜/箱进行充电处理;电价高峰期,再将储能设备中的电放出来进行使用,以达到节省电费的目的。另外,在边远地区,以及地震、飓风等自然灾害高发的地区,家用储能装置的存在,相当于用户为自己和电网提供了备用电源,免除由于灾害或其他原因导致的频繁断电带来的不便。
本申请实施例以用户侧储能中的家用储能场景为例进行说明,本申请实施例提供的储能装置100并不限定于家用储能场景。
本申请实施例提供一种户用储能系统,如图1所示,该户用储能系统包括电能转换装置200、用户负载300等以及储能装置100,该储能装置100为一小型储能箱,可通过壁挂方式安装于室外墙壁,用户负载300可以为路灯或家用电器等。具体地,电能转换装置200可以为光伏板,光伏板可以在电价低谷时期将太阳能转换为电能,储能装置100用于储存该电能并在电价高峰时供给路灯和家用电器进行使用,或者在电网断电/停电时进行供电。
可以理解的是,储能装置100可包括但不限于单体电池、电池模组、电池包、电池系统等。当该储能装置100为单体电池时,其可为圆柱电池或方形电池。
本申请提供一种用电设备,包括储能装置100,储能装置100用于为用电设备供电。用电设备可以包括用户负载300或车辆、电子设备、生活电器等。
具体地,本申请实施例提供的储能装置100包括外壳、电极组件和端盖组件。端盖组件的集流盘容置于外壳内,端盖组件的端盖30与外壳连接以封闭外壳,电极组件容置于外壳内,集流盘分别与外壳和电极组件连接,集流盘位于电极组件的外侧,端盖30位于集流盘的外侧。其中,上述“外侧”为相对远离外壳内腔的一侧。
如图2所示,本申请实施例提供一种端盖组件,包括端盖30和集流盘。端盖30安装有防爆阀31,端盖30的中心区域开设有安装孔32。集流盘位于端盖30的一侧,集流盘包括主体部10和遮挡部20,主体部的中心区域凸设有凸台16,凸台16部分插设于安装孔32内,且集流盘与端盖30之间具有间隙。遮挡部20的一端与主体部10的周向边沿连接,且遮挡部20位于端盖30和主体部10之间,遮挡部20沿从主体部10的周向边沿至主体部10中心轴的方向延伸。防爆阀31在主体部10上的正投影至少部分位于遮挡部20上。
示例性地,凸台16的外围设有环状的台阶面,凸台16部分插设于安装孔32内且端盖30与台阶面抵接,以在端盖30和主体部10之间形成间隙,间隙能够充满电解液,以使电解液能够浸润电极组件靠近集流盘一侧的端面。
示例性地,本申请实施例提供的端盖组件用于圆柱电池,圆柱电池包括外壳和电极组件,电极组件的两端分别与一集流盘焊接,端盖30与外壳的开口端固定连接,以围成一密封腔,电极组件位于密封腔内,其中一个集流盘与外壳的底部焊接,另一个集流盘与端盖30上的极柱电连接。本申请实施例提供的集流盘可以为正极集流盘,也可以为负极集流盘,具体可以根据实际需要灵活选择,例如当该集流盘为铝制材质时,可以将其作为正极集流盘与铝制端盖30进行焊接。
如图3所示,集流盘的主体部10可以呈圆形平板状,由此可使得该集流盘与圆柱电池的外壳横截面形状相适配,从而可以广泛应用于圆柱电池中,并有利于实现卷绕式电极组件与集流盘以及端盖30与集流盘之间的贴附,保证集流盘与圆柱电池外壳之间的密封连接。
当储能装置100出现异常时,在储能装置100的密封腔中会产生大量的气体,造成储能装置100的密封腔气压急剧增大,如果不将储能装置100密封腔内的大量气体及时排出,储能装置100很可能发生爆炸,造成安全事故。通过在端盖30上设置防爆阀31,能够及时将储能装置100密封腔中的气体排出,降低安全风险。示例性地,防爆阀31呈片状,防爆阀31上设置有应力薄弱区域,在储能装置100密封腔内的气压对防爆阀31造成的压力达到应力薄弱区域能够承受的最大压力时,防爆阀31的应力薄弱区域将会发生破裂,从而将密封腔中的大量气体排出,及时对密封腔进行泄压。
遮挡部20设置于主体部10的周向边沿,遮挡部20可以与主体部10一体式连接,也可以与主体部10分体连接,在实际应用中可以根据具体需求进行选择。示例性地,集流盘的加工过程为:对主体部10进行冲裁,在主体部10的边沿预留遮挡部20的材料,对遮挡部20进行折弯,使遮挡部20沿从主体部10的周向边沿至主体部10中心轴的方向延伸,呈现相对于主体部10翻折或弯折的状态。
如图2所示,主体部10具有相背设置的第一表面11和第二表面12,具体地,在端盖组件装配于储能装置100的情形下,第一表面11为背向电极组件的一侧表面,主体部10的第二表面12为朝向电极组件的一侧表面,遮挡部20和端盖30均位于第一表面11所在的一侧,遮挡部20的正投影至少部分位于第一表面11上。需要说明的是,遮挡部20的正投影为遮挡部20沿平行于主体部10中心轴且指向第一表面11的方向的投影。在一个具体的实施例中,遮挡部20的正投影全部位于第一表面11上,避免影响主体部10与储能装置100外壳内壁之间的配合间隙。
防爆阀31在主体部10上的正投影至少部分位于遮挡部20上,可以理解的是,防爆阀31在主体部10上的正投影为防爆阀31沿平行于主体部10中心轴且指向第一表面11的方向的投影。沿主体部10的轴向方向观测,防爆阀31和遮挡部20的位置至少部分重合,在储能装置100因撞击、跌落等原因遭受冲击时,若电解液从电极组件所在的位置向防爆阀31所在的位置产生运动冲击,电解液会被遮挡部20所阻挡,遮挡部20承受了电解液造成的部分冲击,对防爆阀31起到了缓冲作用,减少了防爆阀31受到的来自电解液的冲击压力,防止防爆阀31在电解液的冲击下被误触发产生断裂,有利于提升储能装置100的安全性能,延长储能装置100的使用寿命。
本申请实施例提供的端盖组件,通过设置集流盘包括位于主体部10和端盖30之间的遮挡部20,且遮挡部20沿从主体部10的周向边沿至主体部10中心轴的方向延伸,防爆阀31在主体部10上的正投影至少部分位于遮挡部20上,在储能装置100遭受冲击、撞击或跌落时,储能装置100内部的电解液经过遮挡部20的阻挡,流动方向产生偏转,使得电解液不易直接对防爆阀31造成冲击,减小了防爆阀31受到的冲击压力,降低了防爆阀31因受到电解液冲击而被误触发的几率,有利于提升储能装置100的安全性能,延长储能装置100的使用寿命。
遮挡部20可以为一个为多个。在一个可选的实施例中,遮挡部20为一个,且与防爆阀31的位置对应,防爆阀31在主体部10上的正投影至少部分位于该遮挡部20上。在另一个可选的实施例中,遮挡部20为多个,多个遮挡部20沿主体部10的周向间隔设置,例如图4所示,遮挡部20为九个,九个遮挡部20沿主体部10的周向间隔设置。
通过设置遮挡部20,能够在主体部10的周向的多个位置遮挡电解液,增强防爆阀31的抗冲击效果。
在一个实施例中,如图3所示,多个遮挡部20在主体部10上相互分隔,多个遮挡部20在主体部10上的正投影不相重叠,降低了集流盘的制作难度,便于提升集流盘的生产效率。
在另一个实施例中,至少两个相邻的遮挡部20依次交叠设置,以使相邻的遮挡部20在主体部10上的正投影部分重叠,防爆阀31在主体部10上的正投影至少部分位于相邻的遮挡部20的交叠区域。例如,在多个遮挡部20中,其中两个相邻的遮挡部20部分交叠设置,一个遮挡部20位于另一遮挡部20远离第一表面11的一侧,形成错层结构。又例如图8所示,在多个遮挡部20中,其中三个顺次相邻的遮挡部20依次交叠设置,三个遮挡部20与主体部10第一表面11的最大间距依次增大。在该实施例中,通过设置至少两个相邻的遮挡部20依次交叠设置,且防爆阀31在主体部10上的正投影至少部分位于相邻的遮挡部20的交叠区域,在储能装置100因撞击、跌落等原因遭受冲击,导致电解液从电极组件所在的方向向防爆阀31所在的一侧冲击时,相邻遮挡部20的交叠区域能够完全遮盖防爆阀31下表面的区域,对防爆阀31提供更加充分的保护,大大减少了电解液对防爆阀31造成的冲击,降低了防爆阀31因受到电解液冲击而被误触发的几率,有利于提升储能装置100的安全性能,延长储能装置100的使用寿命。
更进一步地,交叠的遮挡部20可以搭接在一起实现相互接触,也可以在主体部10的轴向方向具有间隙,从而形成可供气体流通的通道,增加气体从电极组件所在一侧流向防爆阀31与主体部10之间的流通通道,保证防爆阀31能在储能装置100密封腔内的气压急剧增大时进行及时泄压,有利于提高防爆阀31的灵敏度,进一步提升储能装置100的安全性能。
可选地,遮挡部20具有一定的形变能力,在储能装置100因撞击、跌落等原因遭受冲击,导致电解液从电极组件所在的方向向防爆阀31所在的一侧冲击时,交叠的相邻遮挡部20朝向防爆阀31所在的一侧产生弯折并搭接叠加在一起,封闭电解液流向防爆阀31的通道,为防爆阀31提供充分的保护,大大减少了电解液对防爆阀31造成的冲击。并且,当电解液回落至电极组件所在一侧时,交叠的相邻遮挡部20恢复原先的形状,在主体部10的轴向方向具有间隙,形成可供气体流通的通道,增加气体从电极组件所在一侧流向防爆阀31与主体部10之间的流通通道。
如图5或图12所示,遮挡部20包括相连的第一翻折部21和第二翻折部22。第一翻折部21位于主体部10的周向边沿,第二翻折部22沿第一翻折部21远离主体部10的一端至主体部10中心轴的方向延伸,第二翻折部22与主体部10所在的表面之间的夹角为第一角度,第一角度为0°~5°,例如,第一角度可以为0°、3°、5°等。
如图5所示,第二翻折部22与主体部所在的表面平行,第一角度为0°。可以理解的是,防爆阀31在主体部10上的正投影至少部分位于第二翻折部22上,第二翻折部22用于减小防爆阀31受到的来自电解液的冲击,降低防爆阀31受电解液冲击被误触发的几率,第一翻折部21用于连接主体部10与第二翻折部22。通过设置第二翻折部22与主体部10所在表面之间的第一角度小于90°,能够保证第二翻折部22对防爆阀31的保护与缓冲作用,提高储能装置100的安全性能和使用寿命,同时避免与端盖30抵接产生干涉。
在一个实施例中,第一翻折部21背离凸台16的一侧表面呈弧形,以使主体部10与第二翻折部22之间圆滑过渡。具体地,如图12所示,第一翻折部21沿主体部10轴向方向的截面上,第一翻折部21背离凸台16的部分表面呈圆弧形,圆弧形的圆心位于第一翻折部21靠近主体部10中心轴的一侧。通过设置第一翻折部21背离凸台16的一侧表面呈弧形,相当于在主体部10与第二翻折部22之间设置圆倒角,在将电极组件与集流盘焊接完成后,方便通过第一翻折部21与储能装置100的外壳内壁导向对准,且能够避免与外壳内壁产生碰撞,防止外壳产生铝屑进入电极组件造成短路,提高了储能组件的安全性与可靠性,有利于提升储能组件的使用寿命。
在另一实施例中,第一翻折部21呈板状,且第一翻折部21与主体部10所在表面之间的夹角呈第二角度,第二角度小于或等于90°。例如图5所示,第一翻折部21垂直于主体部10所在表面,避免影响主体部10与储能装置100外壳之间的装配间隙。或者,第二角度小于90°,第一翻折部21沿从主体部10外周边沿至主体部10中心轴的方向倾斜,形成斜面,便于通过斜面引导,将集流盘和电极组件快速装入储能装置100外壳内。在该实施例中,通过设置第一翻折部21与主体部10所在表面之间的第二角度小于或等于90°,避免影响主体部10与储能装置100外壳之间的装配间隙,有利于将集流盘和电极组件快速装入储能装置100外壳内。
第二翻折部22呈平板状,例如第二翻折部22呈扇环形平板状,第二翻折部22沿主体部10的径向延伸,且第二翻折部22在主体部10径向方向上的长度小于主体部10的半径,避免影响储能装置100密封腔内气体的流动。
主体部10开设有多个第一通孔15,多个第一通孔15在主体部10上间隔分布。第一通孔15为多个,多个第一通孔15可以沿主体部10的周向间隔分布。通过设置第一通孔15,增加了气体泄压通道,有利于在电极组件失控时将气体导出,及时进行气体泄压,防止储能装置100外壳内部气压过高,有利于提高储能装置100的安全性和可靠性。
多个第一通孔15可以在主体部10上呈阵列分布,提高气体泄压通道泄压的均匀性和及时性。例如,多个第一通孔15在主体部10上呈环状分布;又如,多个第一通孔15在主体部10上,沿主体部10的径向成排分布。
在一个进一步的实施例中,至少部分第一通孔15位于遮挡部20在主体部10上的正投影的区域内。在该实施例中,通过设置至少部分第一通孔15位于遮挡部20在主体部10上的正投影的区域内,形成了曲折的电解液通道,在储能装置100因撞击、跌落等原因遭受冲击时,电解液从电极组件所在的方向通过第一通孔15向防爆阀31所在的一侧流动,受到第二翻折部22的阻挡,流动方向发生偏转,进一步减少了电解液对防爆阀31造成的冲击,降低了防爆阀31因受到电解液冲击而被误触发的几率。
在一个可选的实施例中,遮挡部20开设有第二通孔23,遮挡部20在主体部10上的正投影中,第二通孔23位于第一通孔15以外的区域。通过设置遮挡部20开设有第二通孔23,增加了气体流向防爆阀31的流道,保证防爆阀31能在储能装置100密封腔内的气压急剧增大时进行及时泄压,有利于提高防爆阀31的灵敏度,进一步提升储能装置100的安全性能。在该实施例中,沿主体部10的轴向方向观测,第一通孔15和第二通孔23错位设置,形成了蜿蜒的电解液流道,在储能装置100因撞击、跌落等原因遭受冲击时,电解液从电极组件所在的方向通过第一通孔15向防爆阀31所在的一侧流动,再通过与第一通孔15错位设置的第二通孔23蜿蜒流出,在电解液转向的过程中,其流速降低,电解液对防爆阀31造成的冲击也随之减小,降低了防爆阀31因受到电解液冲击而被误触发的几率,有利于提升储能装置100的安全性能,延长储能装置100的使用寿命。
在另一个可选的实施例中地,如图10或图11所示,遮挡部20开设有一个或多个第二通孔23,第二通孔23的面积小于每一第一通孔15的面积。可以理解的是,每一第一通孔15的面积都相同,每一第二通孔23的面积都相同。通过设置每一第二通孔23的面积小于每一第一通孔15的面积,增加了气体流向防爆阀31的流道,且有利于减小电解液对防爆阀31的冲击。需要说明的是,在该实施例中,遮挡部20在主体部10上的正投影中,第二通孔23可以位于第一通孔15以外的区域,也可以位于第一通孔15所在的区域。在第二通孔23的正投影位于第一通孔15所在的区域时,由于第二通孔23的面积小于每一第一通孔15的面积,电解液从第一通孔15流出进入第二通孔23后,其流速和冲击力得到大幅降低,能够减小电解液对防爆阀31的冲击。
在上述任一实施例中,每一遮挡部20上的第二通孔23可以为一个或多个。例如,在一个实施例中,如图10所示,第二通孔23为多个,多个第二通孔23在遮挡部20上间隔分布。其中,第二通孔23位于第二翻折部22上。多个第二通孔23可以在第二翻折部22上呈阵列分布,例如呈环形阵列、矩形阵列、三角形阵列等。通过设置多个第二通孔23,进一步增加了气体流向防爆阀31的流道,保证防爆阀31能在储能装置100密封腔内的气压急剧增大时进行及时泄压。
如图6和图7所示,遮挡部20靠近主体部10中心轴的一侧边缘为第一内缘24,防爆阀31靠近主体部10中心轴的一侧边缘为第二内缘311,第一内缘24与主体部10中心轴之间的最大距离小于或等于第二内缘311与主体部10中心轴之间的最小距离。在该实施例中,遮挡部20的第一内缘24相对于防爆阀31的第二内缘311更接近主体部10中心轴,也即,遮挡部20从主体部10的周向边沿延伸至超过防爆阀31的第二内缘311,第二翻折部22在端盖30下表面的正投影,覆盖了防爆阀31靠近中心轴一侧的加强环所在的区域。需要说明的是,防爆阀31的加强环为防爆阀31外周的一圈环形区域。在电解液向防爆阀31所在的方向冲击时,遮挡部20产生一定的形变,其内侧边沿可以搭接于防爆阀31的加强环,进一步提升遮挡部20对防爆阀31的阻挡和缓冲效果,防止电解液直接冲击防爆阀31,有利于降低防爆阀31因受到电解液冲击而被误触发的几率。
主体部10凹设有凹槽区13,凹槽区13从主体部10的中心轴处向主体部10的边沿延伸。凹槽区13相对于第一表面11凹陷,凹槽区13沿主体部10的径向方向延伸,凹槽区13可以通过对主体部10的第一表面11进行冲压得到,并相应地在第二表面12形成凸起。凹槽区13的底壁可以紧密抵接于电极组件上倒伏的极耳,避免激光焊接时,极耳与集流盘不贴合造成虚焊。凹槽区13还用于界定处焊接位置,方便激光头对准并焊接。并且,凹槽区13提供了空间来容置焊接时产生的细小金属颗粒,避免起四处飞溅调入电极组件造成储能装置100内部短路。具体地,储能装置100的端盖30焊接好后,金属颗粒均容置于凹槽区13的凹陷空间内,待注液化成完成后,翻转储能装置100做模组工装,此时集流盘被翻转,金属颗粒在重力作用下掉入储能装置100外壳底部,整个过程金属颗粒均不会落入电极组件内部造成短路。
凹槽区13为多个,多个凹槽区13沿主体部10的周向均匀间隔分布,以将主体部10划分为多个主体区域14。如图8至图11所示,凹槽区13为三个,将主体部10划分为三个主体区域14,三个凹槽区13关于主体部10的中心轴中心对称分布,任意两个相邻的凹槽区13之间的距离相同。通过设置多个凹槽区13,为集流盘和电极组件提供了多个焊接位置,保证了集流盘与电极组件之间连接受力的均匀性与可靠性。并且,通过设置多个凹槽区13均匀分布,进一步提升了集流盘和电极组件在周向各处的连接稳固性,焊接后应力分布更均匀,有利于保证集流盘和电极组件的连接强度。
其中,每一主体区域14包括至少一个遮挡部20。例如图3、图4、图8至图11所示,每一主体区域14包括三个遮挡部20,以保证每一主体区域14中遮挡部20的遮挡效果。可选地,在每一主体区域14包括多个遮挡部20的情况下,多个遮挡部20可以如图4所示在主体区域14上相互分隔,多个遮挡部20在主体区域14上的正投影不相重叠,降低了集流盘的制作难度,便于提升集流盘的生产效率。可选地,在每一主体区域14包括多个遮挡部20的情况下,如图8或图9所示,至少两个相邻的遮挡部20依次交叠设置,以使相邻的遮挡部20在主体区域14上的正投影部分重叠,防爆阀31在主体部10上的正投影至少部分位于相邻的遮挡部20的交叠区域,在储能装置100因撞击、跌落等原因遭受冲击,导致电解液从电极组件所在的方向对防爆阀31所在的一侧冲击时,相邻遮挡部20的交叠区域能够对防爆阀31提供更加充分的保护,大大减少了电解液对防爆阀31造成的冲击,降低了防爆阀31因受到电解液冲击而被误触发的几率,有利于提升储能装置100的安全性能,延长储能装置100的使用寿命。
在本说明书的描述中,参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例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或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所揭露的仅为本申请一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本申请之权利范围,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程,并依本申请权利要求所作的等同变化,仍属于本申请所涵盖的范围。
Claims (18)
1.一种端盖组件,其特征在于,包括:
端盖(30),安装有防爆阀(31),所述端盖(30)的中心区域开设有安装孔(32);
集流盘,位于所述端盖(30)的一侧,所述集流盘包括主体部(10)和遮挡部(20),所述主体部的中心区域凸设有凸台(16),所述凸台(16)部分插设于所述安装孔(32)内,以使所述集流盘与所述端盖(30)之间具有间隙;所述遮挡部(20)的一端与所述主体部(10)的周向边沿连接,且所述遮挡部(20)位于所述端盖(30)和所述主体部(10)之间,所述遮挡部(20)沿从所述主体部(10)的周向边沿至所述主体部(10)中心轴的方向延伸;
所述防爆阀(31)在所述主体部(10)上的正投影至少部分位于所述遮挡部(20)上。
2.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述遮挡部(20)为多个,多个所述遮挡部(20)沿所述主体部(10)的周向间隔设置。
3.根据权利要求2所述的端盖组件,其特征在于,至少两个相邻的所述遮挡部(20)依次交叠设置,以使相邻的所述遮挡部(20)在所述主体部(10)上的正投影部分重叠,所述防爆阀(31)在所述主体部(10)上的正投影至少部分位于相邻的所述遮挡部(20)的交叠区域。
4.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述遮挡部(20)包括相连的第一翻折部(21)和第二翻折部(22);
所述第一翻折部(21)位于所述主体部(10)的周向边沿,所述第二翻折部(22)沿所述第一翻折部(21)远离所述主体部(10)的一端至所述主体部(10)中心轴的方向延伸,所述第二翻折部(22)与所述主体部(10)所在的表面之间的夹角呈第一角度,所述第一角度为0°~5°。
5.根据权利要求4所述的端盖组件,其特征在于,所述第一翻折部(21)背离所述凸台(16)的一侧表面呈弧形,以使所述主体部(10)与所述第二翻折部(22)之间圆滑过渡。
6.根据权利要求4所述的端盖组件,其特征在于,所述主体部(10)呈圆形平板状,所述第二翻折部(22)沿所述主体部(10)径向方向的长度小于所述主体部(10)的半径。
7.根据权利要求4所述的端盖组件,其特征在于,所述第一翻折部(21)与所述主体部(10)所在表面之间的夹角呈第二角度,所述第二角度小于或等于90°。
8.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述主体部(10)开设有多个第一通孔(15),多个所述第一通孔(15)在所述主体部(10)上间隔分布。
9.根据权利要求8所述的端盖组件,其特征在于,至少部分所述第一通孔(15)位于所述遮挡部(20)在所述主体部(10)上的正投影的区域内。
10.根据权利要求9所述的端盖组件,其特征在于,所述遮挡部(20)开设有第二通孔(23),所述遮挡部(20)在所述主体部(10)上的正投影中,所述第二通孔(23)位于所述第一通孔(15)以外的区域。
11.根据权利要求9所述的端盖组件,其特征在于,所述遮挡部(20)开设有第二通孔(23),所述第二通孔(23)的面积小于每一所述第一通孔(15)的面积。
12.根据权利要求10或11所述的端盖组件,其特征在于,所述第二通孔(23)为多个,多个所述第二通孔(23)在所述遮挡部(20)上间隔分布。
13.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述遮挡部(20)靠近所述主体部(10)中心轴的一侧边缘为第一内缘(24),所述防爆阀(31)靠近所述主体部(10)中心轴的一侧边缘为第二内缘(311),所述第一内缘(24)与所述主体部(10)中心轴之间的最大距离小于或等于所述第二内缘(311)与所述主体部(10)中心轴之间的最小距离。
14.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述主体部(10)凹设有凹槽区(13),所述凹槽区(13)从所述主体部(10)的中心轴处向所述主体部(10)的边沿延伸。
15.根据权利要求14所述的端盖组件,其特征在于,所述凹槽区(13)为多个,多个所述凹槽区(13)沿所述主体部(10)的周向均匀间隔分布,以将所述主体部(10)划分为多个主体区域(14)。
16.根据权利要求15所述的端盖组件,其特征在于,每一所述主体区域(14)包括至少一个所述遮挡部(20)。
17.一种储能装置,其特征在于,包括权利要求1至16任一项所述的端盖组件。
18.一种用电设备,其特征在于,包括如权利要求17所述的储能装置,所述储能装置用于为所述用电设备供电。
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