CN116365154B - 储能装置及储能系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种储能装置及储能系统，储能装置包括至少两个电池、第一盖板和导流管，每个电池包括端盖和防爆阀，防爆阀设置于端盖，第一盖板位于电池设有端盖的一侧，第一盖板包括相背设置的第一表面和第二表面，第一盖板设有贯穿第一表面和第二表面的通孔，通孔的侧壁与防爆阀对应设置，导流管穿设于通孔，导流管包括第一段管和第二段管，第一段管与第二段管均相对第一盖板凸出，第一段管和第二段管分别位于第一盖板的相背两侧，第一段管由第一表面向端盖的方向延伸，第二段管由第二表面向远离第一盖板的方向延伸，第二段管的内部与通孔连通。本申请的技术方案能够避免电解液从防爆阀喷出后造成储能装置绝缘异常，增加了储能装置的工作稳定性。

Description

储能装置及储能系统

技术领域

本申请涉及储能装置领域，尤其涉及一种储能装置及储能系统。

背景技术

目前，储能装置由多个电池相互电连接并排列组合而成，电池在非正常的状态下内部压强可能会过高，导致电解液可能从电池的防爆阀中喷出。喷出后的电解液会流动至储能装置的电极与多个电池壳体之间，从而使储能装置绝缘异常导致短路。

发明内容

本申请的实施例提供一种储能装置及储能系统，能够避免电解液从防爆阀喷出后造成储能装置绝缘异常，增加了储能装置的工作稳定性。

第一方面，本申请提供一种储能装置，包括：

至少两个电池，每个所述电池包括端盖和防爆阀，所述防爆阀设置于所述端盖；

第一盖板，所述第一盖板位于所述电池设有所述端盖的一侧，所述第一盖板包括相背设置的第一表面和第二表面，所述第一盖板设有贯穿所述第一表面和所述第二表面的通孔，所述通孔的侧壁与所述防爆阀对应设置；及

导流管，所述导流管穿设于所述通孔，所述导流管包括第一段管和第二段管，所述第一段管与所述第二段管均相对所述第一盖板凸出，所述第一段管和所述第二段管分别位于所述第一盖板的相背两侧，所述第一段管由所述第一表面向所述端盖的方向延伸，所述第二段管由所述第二表面向远离所述第一盖板的方向延伸，所述第二段管的内部与所述通孔连通。

可以理解的是，当电池的内部压强过高时，电池内部的电解液可能会从防爆阀喷出，喷出的电解液可以经导流管流至第一盖板远离电池的一侧。使电解液不会流向储能装置的其他结构上，避免造成更大的危险。

一种可能的实施方式中，所述第一段管在所述端盖上的正投影覆盖所述防爆阀。

可以理解的是，由于第一端与端盖抵接，当电池的电解液冲破防爆阀喷出时，电解液不会从端盖与第一段管之间的间隙流出，从而控制了喷出的电解液的流动方向。

一种可能的实施方式中，所述电池的数量为多个，多个所述电池阵列排布，每一所述电池均包括一个所述防爆阀，所述导流管的数量也为多个，每一所述导流管对应一个所述防爆阀；

所述储能装置还包括多个隔板结构，多个所述隔板结构均连接于所述第二表面，且所述隔板结构设于相邻两个所述导流管之间。

可以理解的是，由于导流管的第二段管相对第一盖板的第二表面凸出设置。因此流至第一盖板的电解液不会从其他导流管流向其他的正常工作的电池端盖。因此，当储能装置中的一个电池的电解液喷出后，不会影响其他电池正常工作，进而提升了储能装置的工作稳定性。

另外，由于隔板结构位于相邻两个导流管之间，因此电解液从一个导流管的第二段管喷出后，下落时会落至隔板结构与导流管的第二段管的外壁面之间，电解液不会从一个导流管喷出后落尽另一个导流管中。避免当一个电池的电解液喷出后，落到其他正常电池的端盖上，而影响其他电池的工作稳定性

一种可能的实施方式中，所述隔板结构与所述第一盖板之间形成容置空间，所述第二段管位于所述容置空间，所述环绕结构远离所述第二表面的一端封闭。

可以理解的是，隔板结构可以与第二表面连接封闭连接，从而使电解液不会从隔板结构溢出。

一种可能的实施方式中，所述隔板结构罩设所述第二段管。所述隔板结构由边缘向中心弯曲，所述隔板结构的弯曲方向为隔板结构背离所述第二段管的方向，所述隔板结构的中心与所述第二段管相对设置，所述隔板结构的中心为所述隔板结构与所述第一盖板的距离最大处。

可以理解的是，弯曲的隔板结构可以为电解液提供导流功能。从导流管喷出的电解液可以首先与隔板结构的中心接触，并沿隔板结构的弯曲的表面流向隔板结构的边缘处，从而避免电解液的迸溅。

一种可能的实施方式中，所述储能装置还包括吸附装置，所述吸附装置设于所述隔板结构朝向所述第二表面的表面；

所述吸附装置的边缘与所述第一表面的最小距离大于或者等于所述第二段管由所述第二表面向远离第一盖板的方向延伸的距离。

可以理解的是，吸附装置可以用于吸附从导流管喷出的电解液。当电池内部压强较大时，电池内部的电解液从导流管喷出，喷出的电解液会高于第二段管远离第一盖板的第一端。因此，吸附装置可以吸附电解液，减小电解液抵达隔板结构中心后的冲击力，进而减少电解液飞溅。并且由于隔板结构下端不设置吸附装置，可以保证隔板结构下端的储液的腔体空间不被吸附装置占据，从而不影响隔板结构的储液的能力。

一种可能的实施方式中，所述储能装置还包括第二盖板，所述第二盖板与所述第一盖板层叠设置，所述第二盖板与所述第一盖板之间形成容纳空间，所述隔板结构和所述第二段管均位于所述容纳空间。

可以理解的是，第一盖板和第二盖板之间的容纳空间可以为导流管和隔板结构提供安装空间。并且双层盖板的设置还可以增加顶板的结构的强度。

一种可能的实施方式中，所述隔板结构远离所述第一盖板的一端与所述第二盖板抵接。

可以理解的是，隔板结构与第二盖板抵接后，第一盖板和和第二盖板可以共同对隔板结构进行限位，从而增加隔板结构的连接稳定性。

一种可能的实施方式中，还包括箱体，所述箱体具有收容空间和开口，所述电池位于所述收容空间，所述第一盖板连接于所述开口。

可以理解的是，箱体可以为电池提供安装空间，从而将多个电池收容在一起，提高多个电池的连接的稳定性，并且使储能装置的外观更加一体化。

第二方面，本申请还提供一种储能系统，包括负载如上所述的储能装置，所述储能装置用于为所述负载供电。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式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，还可以如这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的储能系统的结构示意图；

图2是图1提供的储能装置的结构示意图；

图3是图2所示的多个电池和模组铝板的结构示意图；

图4是图2所示的储能装置的部分爆炸示意图；

图5是图4所示的顶板的第一种实施例的结构示意图；

图6是图5所示的顶板的另一角度的结构示意图；

图7是图2所示的顶板的第二种的结构示意图；

图8是图7所述的顶板的另一角度的结构示意图；

图9是图2所示的储能装置的部分结构示意图。

附图标记：储能系统1000、转换装置100、一种用户负载200、另一种用户负载300、储能装置400、电池410、模组铝巴420、顶板430、箱体440、本体411、端盖412、防爆阀413、正极接触点414、负极接触点415、第一盖板431、第二盖板432、侧板433、导流管434、第一表面4312、第二表面4311、通孔416、第一段管4341、第二段管4342、隔板结构435、边缘4352、中心4351、吸附装置436、吸附装置436的边缘与第二表面4311的最小距离H1、第二段管4342由第一表面4312向远离第一盖板431的方向延伸的距离H2。

具体实施方式

为了方便理解，首先对本申请的实施例所涉及的术语进行解释。

和/或：仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

多个：是指两个或多于两个。

连接：应做广义理解，例如，A与B连接，可以是A与B直接相连，也可以是A与B通过中间媒介间接相连。

下面将结合附图，对本申请的具体实施方式进行清楚地描述。

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，储能就类似一个大型“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，本方案提供一种储能装置，储能装置内设有化学电池，主要是利用化学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，请参阅图1，图1是本申请实施例提供的储能系统1000的结构示意图。

该储能系统1000包括电能转换装置100（光伏板）、一种用户负载200（路灯）、另一种用户负载300（家用电器）等以及储能装置400。该储能装置400为一小型储能箱，可通过壁挂方式安装于室外墙壁。具体的，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400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。需要说明的是，本申请储能装置400并不限定于家用储能场景。

请结合参阅图2和图3，图2是图1提供的储能装置400的结构示意图。图3是图2所示的多个电池410和模组铝巴420的结构示意图。储能装置400包括多个电池410、多个模组铝巴420、顶板430及箱体440。箱体440具有收容空间和开口。多个电池410位于收容空间且在收容空间内阵列排布。模组铝巴420位于多个电池410朝向箱体440的开口的一侧。一个模组铝巴420与相邻的两个电池410的电极焊接，从而将两个电池410串联、并联或串并联混搭。顶板430连接于箱体440的开口。

可以理解的是，箱体440可以为电池410提供安装空间，从而将多个电池410收容在一起，提高多个电池410的连接的稳定性，并且使储能装置400的外观更加一体化。

需说明的是，图2的目的仅在于示意性的描述电池410、模组铝巴420、顶板430及箱体440的连接关系，并非是对各个设备的连接位置、具体构造及数量做具体限定。而本申请实施例示意的结构并不构成对储能装置400的具体限定。在本申请另一些实施例中，储能装置400包括比图2所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图2所示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

请再参阅图3，电池410包括本体411、端盖412、防爆阀413、正极接触点414和负极接触点415。端盖412连接于本体411的一端。端盖412上设有贯穿端盖412的通孔416。且通孔416与本体411内部连通。防爆阀413设置于端盖412。防爆阀413可以密封连接至端盖412的通孔416。正极接触点414与负极接触点415位于端盖412背离本体411的表面，且正极接触点414和负极接触点415可以位于防爆阀413的相对两侧。

相邻两个电池410的正极接触点414的位置对应设置。相邻两个电池410的负极接触点415的位置对应设置。一个模组铝巴420的一端与一个电池410的正极接触点414焊接，一个模组铝巴420的另一端与另一个电池410的正极接触点414焊接。由此，模组铝巴420可以将两个电池410串联或并联。

可以理解的是，现有技术中，储能装置400中的电池410在非正常的状态下内部压强可能会过高，导致电解液可能从电池410的防爆阀413中喷出。喷出后的电解液会流动至储能装置400的电极与电池410中的为导体材料的其他结构之间，从而使储能装置400绝缘异常导致短路。

基于此，本申请通过对储能装置400的顶板430的结构进行设计，从而使储能装置400能够避免电解液从防爆阀413喷出后造成储能装置400绝缘异常，增加了储能装置400的工作稳定性。

请参阅图4，图4是图2所示的储能装置400的部分爆炸示意图。顶板430可以包括第一盖板431、第二盖板432、侧板433及多个导流管434。第一盖板431和第二盖板432层叠设置。第一盖板431朝向箱体440，第二盖板432背离箱体440。侧板433连接于第一盖板431与第二盖板432的周缘。第一盖板431、第二盖板432和侧板433可以共同形成腔体。第二盖板432与第一盖板431之间形成容纳空间。

可以理解的是，第一盖板431和第二盖板432之间的容纳空间可以为导流管434提供安装空间。并且双层盖板的设置还可以增加顶板430的结构的强度。

请参阅图5，图5是图4所示的顶板430的第一种实施例的结构示意图。第一盖板431包括相背设置的第一表面4312和第二表面4311。第二表面4311朝向第二盖板432，第一表面4312背离第二盖板432。第一盖板431还设有多个贯穿第一表面4312和第二表面4311的通孔416。多个通孔416在第一盖板431上呈阵列排布。

一个导流管434穿设于一个第一盖板431的通孔416。每一通孔416内均设有一个导流管434。导流管434可以为筒状。导流管434包括第一段管4341和第二段管4342。第一段管4341和第二段管4342均相对第一盖板431凸出。第一段管4341和第二段管4342分别位于第一盖板431的相背两侧。第一段管4341和第二段管4342均与通孔416连通。导流管434伸出通孔416的一端为导流管434的第一段管4341，第一段管4341自第一表面4312向端盖412方向延伸。导流管434伸出通孔416的另一端为导流管434的第二段管4342，第二段管4342由第二表面4311向远离第一盖板431的方向延伸。且第二段管4342远离第一盖板431的一端与第二盖板432之间具有间隙。

可以理解的是，当电池410的内部压强过高时，电池410内部的电解液可能会冲开防爆阀413，且从端盖412的通孔416喷出。喷出的电解液可以经导流管434流至第一盖板431远离电池410的一侧。由于导流管434的第二段管4342相对第一盖板431的第二表面4311凸出设置。因此流至第一盖板431的电解液不会从其他导流管434流向其他的正常工作的电池410的端盖412。因此，当储能装置400中的一个电池410的电解液喷出后，不会影响其他电池410正常工作，进而提升了储能装置400的工作稳定性。

请再参阅图5，顶板430还包括多个隔板结构435。多个隔板结构435均连接于第二表面4311。一个隔板结构435设于相邻两个导流管434之间。一个隔板结构435位于一个导流管434的外围并与导流管434间隔设置。隔板结构435围绕导流管434的第二段管4342并形成环绕结构。

可以理解的是，由于隔板结构435位于相邻两个导流管434之间，因此电解液从一个导流管434的第二段管4342喷出后，下落时会落至隔板结构435与导流管434的第二段管4342的外壁面之间。电解液不会从一个导流管434喷出后落入另一个导流管434中。因此，本申请的顶板430的结构可以避免当一个电池410的电解液喷出后，电解液落到其他正常工作的电池410的端盖412上，而导致其他电池410的工作稳定性受到影响。

第一种可能的实施方式中，请结合参阅图5和图6，图6是图5所示的顶板430的另一角度的结构示意图。环绕结构（隔板结构435）远离第二表面4311的一端封闭且与第二盖板432抵接。环绕结构的形状可以为半球状的壳体。

具体为，隔板结构435可以由边缘4352向中心4351弯曲。隔板结构435的弯曲方向为隔板结构435背离第二段管4342的方向，隔板结构435与第一盖板431之间形成容置空间。第二段管4342位于容置空间，隔板结构435的中心4351为隔板结构435与第一盖板431的距离最大处，隔板结构435的中心4351与第二段管4342相对设置。

可以理解的是，隔板结构435与第二盖板432抵接后，第一盖板431和和第二盖板432可以共同对隔板结构435进行限位，从而增加隔板结构435的位置稳定性。

另外，第一段管4341远离第一盖板431的端面可以与端盖412接触或者具有较小的间隙。第一段管4341与端盖412之间的间隙可以避免第一段管4341或者端盖412发生膨胀时，第一段管4341与端盖412之间相互挤压。当电池410的电解液冲破防爆阀413喷出时，电解液不会从端盖412与第一段管4341之间的间隙流出，从而控制了喷出的电解液的流动方向。

隔板结构435的中心4351可以设有吸附装置436。吸附装置436可以设于隔板结构435朝向第二表面4311的表面。也即为，吸附装置436可以朝向导流管434的第二段管4342设置。吸附装置436可以由隔板结构435的中心4351向边缘4352延伸设置。吸附装置436的边缘与第二表面4311的最小距离H1大于或者等于第二段管4342由第二表面4311向远离第一盖板431的方向延伸的距离H2。

可以理解的是，吸附装置436可以用于吸附从导流管434喷出的电解液。当电池410内部压强较大时，电池410内部的电解液从导流管434喷出，喷出的电解液会高于第二段管4342远离第一盖板431的第一段管4341。因此，将吸附装置436设置于高于第二段管4342的端面，可以吸附飞溅至隔板结构435上端的电解液，减小电解液抵达隔板结构435的中心4351后的冲击力，进而减少电解液飞溅。并且由于隔板结构435下端不设置吸附装置436，可以保证隔板结构435下端的储液的腔体空间不被吸附装置436占据，从而不影响隔板结构435的储液的能力。

第二种可能的实施方式中，请结合参阅图7和图8，图7是图2所示的顶板430的第二种的结构示意图，图8是图7所述的顶板430的另一角度的结构示意图。环绕结构远离第二表面4311的一端敞开设置。环绕结构可以包括四个侧壁，四个侧壁依次连接且围绕一个导流管434的第二段管4342。四个侧壁在顶板430厚度方向上相对设置的两侧可以分别与第一盖板431和第二盖板432抵接。也即为，在顶板430的厚度方向上，导流管434的第二段管4342与第二盖板432相对设置。

可以理解的是，隔板结构435远离第一盖板431的一端可以为敞开结构，从而避免隔板结构435与第一盖板431之间的封闭而使空间内压强过高，导致电解液无法从导流管434流入隔板结构435与第一盖板431之间的间隙。

请参阅图9，图9是图2所示的储能装置400的部分结构示意图。顶板430的第一盖板431朝向箱体440和电池410设置，第一盖板431可以与箱体440形成容纳空间，电池410位于该容纳空间。电池410设有顶盖的一端朝向顶板430设置。顶板430的第二盖板432背离箱体440和电池410设置。顶板430的每一通孔416的孔壁均与一个电池410的防爆阀413对应。导流管434的第一段管4341与电池410的端盖412抵接。且第一段管4341在端盖412上的正投影覆盖防爆阀413。

可以理解的是，在电池410内部的压强过大时，电池410内部的电解液可能会从防爆阀413喷出。由于导流管434与电池410的端盖412抵接，因此电解液不会从导流管434与端盖412之间的缝隙流出，而使经过导流管434流至第一盖板431与第二盖板432的间隙内。由于隔板结构435位于相邻两个导流管434之间，因此电解液从一个导流管434的第二段管4342喷出后，下落时会落至隔板结构435与导流管434的第二段管4342的外壁面之间，电解液不会从一个导流管434喷出后落尽另一个导流管434中。避免当一个电池410的电解液喷出后，落到其他正常工作的电池410的端盖412上，而影响其他电池410的工作稳定性。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (9)

1.一种储能装置，其特征在于，包括：

至少两个电池，每个所述电池包括端盖和防爆阀，所述防爆阀设置于所述端盖；

第一盖板，所述第一盖板位于所述电池的设有所述端盖的一侧，所述第一盖板包括相背设置的第一表面和第二表面，所述第一盖板设有贯穿所述第一表面和所述第二表面的通孔，所述通孔的侧壁与所述防爆阀对应设置；及

导流管，所述导流管穿设于所述通孔，所述导流管包括第一段管和第二段管，所述第一段管与所述第二段管均相对所述第一盖板凸出，所述第一段管和所述第二段管分别位于所述第一盖板的相背两侧，所述第一段管由所述第一表面向所述端盖的方向延伸，所述第二段管由所述第二表面向远离所述第一盖板的方向延伸，所述第二段管的内部与所述通孔连通，所述第一段管在所述端盖上的正投影覆盖所述防爆阀，所述第一段管与所述端盖抵接；

隔板结构，所述隔板结构连接于所述第二表面，所述隔板结构设于相邻两个所述导流管之间。

2.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述电池的数量为多个，多个所述电池阵列排布，每一所述电池均包括一个所述防爆阀，所述导流管的数量也为多个，每一所述导流管对应一个所述防爆阀；

所述隔板结构的数量为多个，多个所述隔板结构均连接于所述第二表面。

3.根据权利要求2所述的储能装置，其特征在于，所述隔板结构与所述第一盖板之间形成容置空间，所述第二段管位于所述容置空间，所述隔板结构远离所述第二表面的一端封闭。

4.根据权利要求3所述的储能装置，其特征在于，所述隔板结构罩设所述第二段管，所述隔板结构由边缘向中心弯曲，所述隔板结构的弯曲方向为隔板结构背离所述第二段管的方向，所述隔板结构的中心与所述第二段管相对设置，所述隔板结构的中心为所述隔板结构与所述第一盖板的距离最大处。

5.根据权利要求3所述的储能装置，其特征在于，所述储能装置还包括吸附装置，所述吸附装置设于所述隔板结构朝向所述第二表面的表面；

所述吸附装置的边缘与所述第一表面的最小距离大于或者等于所述第二段管由所述第二表面向远离第一盖板的方向延伸的距离。

6.根据权利要求3所述的储能装置，其特征在于，所述储能装置还包括第二盖板，所述第二盖板与所述第一盖板层叠设置，所述第二盖板与所述第一盖板之间形成容纳空间，所述隔板结构和所述第二段管均位于所述容纳空间。

7.根据权利要求6所述的储能装置，其特征在于，所述隔板结构远离所述第一盖板的一端与所述第二盖板抵接。

8.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，还包括箱体，所述箱体具有收容空间和开口，所述电池位于所述收容空间，所述第一盖板连接于所述开口。

9.一种储能系统，其特征在于，包括负载如权利要求1-8任一项所述的储能装置，所述储能装置用于为所述负载供电。