发明内容
基于此,有必要针对冷凝水造成短路和腐蚀,影响电池模组正常工作和使用寿命与安全性的问题,提供一种电池箱体、电池模组、储能系统及用电设备。
一方面,本申请提供一种电池箱体,其包括:
箱体,所述箱体设有阀孔,所述阀孔位于所述箱体外侧的孔端用于安装防爆阀;
隔挡罩,所述隔挡罩装设在所述箱体的内侧,且将所述阀孔位于所述箱体内侧的孔端封盖,所述隔挡罩设有进气口和冷凝腔,所述冷凝腔通过所述进气口与所述阀孔连通;以及,
制冷器,所述制冷器装设在所述冷凝腔内。
上述方案的电池箱体,能使电芯、冷却装置等安装于电池箱体的内腔中以组装构成电池模组,当电池模组工作时,外部环境中的气体能经由防爆阀的高分子膜流入阀内,并依次流经阀孔和进气口而进入隔挡罩的冷凝腔中,由于冷凝腔内预先安装有制冷器,制冷器通过系统控制而能保持长时间低温冷却的工作状态,并且制冷器的温度能够比冷却装置的运行最低温度更低,因此冷凝腔的侧壁的温度也能保持低温状态,使得当流入冷凝腔的气体中的水蒸气接触到冷凝腔的侧壁时,会优先在冷凝腔的侧壁上受冷而凝结为冷凝水,也即实现了消除气体中水蒸气的效果,提前避免了水蒸气进入电池模组内部后再发生冷凝。如此一来,即便气体进一步向电池箱体的内部流动,也不会有水蒸气会凝结为冷凝水,从而消除冷凝水对电芯等功能组件造成短路以及腐蚀金属零部件的问题,保证电池模组能正常安全工作,提升电池模组的使用寿命与可靠性。
下面对本申请的技术方案作进一步的说明:
在其中一个实施例中,所述冷凝腔具有第一侧壁,所述第一侧壁设有贯穿所述隔挡罩的壁厚方向的至少一个通气孔,所述通气孔将所述冷凝腔与所述箱体的内腔连通。剩余的气体便能向上流动并最终通过通气孔流入箱体的内腔,由此保证电池箱体正常的内外气压平衡。
在其中一个实施例中,所述冷凝腔还具有第二侧壁,所述第二侧壁位于所述第一侧壁的下方,所述第二侧壁凹设形成有蓄水槽。
在其中一个实施例中,所述冷凝腔的侧壁还设有至少一个导流槽,所述导流槽与所述蓄水槽连通。蓄水槽能对冷凝水实现收集和暂存,防止冷凝水四处流淌而潜在泄漏的隐患。
在其中一个实施例中,所述冷凝腔还具有与所述进气口相对的第三侧壁,所述制冷器装设在所述第三侧壁上,且所述制冷器的下边缘与所述第二侧壁之间形成有间距。即便积聚的冷凝水过多而溢出蓄水槽时,冷凝水也不容易接触甚至淹没制冷器,从而避免遮蔽制冷器的制冷面而影响制冷器的制冷效果。
在其中一个实施例中,所述蓄水槽的槽底壁和/或槽侧壁设有排水孔,所述排水孔用于与集水容器直接连通或通过排水管与所述集水容器间接连通。流动积聚于蓄水槽内的冷凝水可以直接通过排水孔排出至隔挡罩外部,并被集水容器收集,可以避免定期频繁的拆卸隔挡罩,将收集于蓄水槽内的冷凝水倾倒出,减轻工人劳动强度,减少装拆隔挡罩造成的电池模组停机时长。
在其中一个实施例中,所述通气孔包括靠近所述冷凝腔设置的进气孔口和远离所述冷凝腔设置的出气孔口,所述通气孔的孔径由所述进气孔口至所述出气孔口的方向呈递增过渡;
或者,所述电池箱体还包括挡水件,所述挡水件的至少部分插置于所述通气孔内,所述挡水件用于使气体通过而隔挡冷凝水。防止冷凝水从通气孔中漏出。
在其中一个实施例中,所述电池箱体还包括疏水膜,所述疏水膜覆设于所述冷凝腔的侧壁上和/或所述制冷器的表面上。避免冷凝腔和/或制冷器上冷凝水积累过多而影响后续水蒸气的冷凝效果。
在其中一个实施例中,所述电池箱体的内侧壁设置有安装板,所述安装板设有滑动槽,所述滑动槽的长度方向的两个相对槽端的至少其中之一贯穿设置而形成进出口,所述隔挡罩设有滑动凸起,所述滑动凸起穿过所述进出口并插置于所述滑动槽内;
或者,所述电池箱体的内侧壁设有滑动凸起,所述隔挡罩设有滑动槽,所述滑动凸起插置于所述滑动槽内。
在其中一个实施例中,所述电池箱体的内侧壁设置有间隔相对的第一安装板和第二安装板,所述第一安装板设有第一滑动槽,所述第二安装板设有第二滑动槽,第一滑动槽的槽口与所述第二滑动槽的槽口相对设置,所述第一滑动槽和所述第二滑动槽的长度方向的两个相对槽端的至少其中之一贯穿设置而形成进出口,所述隔挡罩设有第一滑动凸起和第二滑动凸起,所述第一滑动凸起穿过对应的所述进出口并插置于所述第一滑动槽内,所述第二滑动凸起穿过对应的所述进出口并插置于所述第二滑动槽内。隔挡罩装拆便捷省力,安装稳固不易松动脱落。
另一方面,本申请还提供一种电池模组,其包括如上所述的电池箱体。
此外,本申请还提供一种储能系统,其包括如上所述的电池模组。
最后,本申请还提供一种用电设备,其包括如上所述的储能系统。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,若有出现这些术语“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”、“轴向”、“径向”、“周向”等,这些术语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,若有出现这些术语“第一”、“第二”,这些术语仅用于描述目的,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,若有出现术语“多个”,“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。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等,这些术语应做广义理解。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;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。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述,其含义可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在,本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
参阅图1至图3,及图5,本申请提供的一种电池模组100,其至少包括电池箱体10、电池模块20和冷却装置。电池模块20和冷却装置均安装在电池箱体10内部,冷却装置安装在电池模块20的外部,并能通过与液冷机组相连而获取循环流动的冷却介质,以实现对电池模块20散热降温,完成电池模块20的热管理作业。
其中,电池模块20包括若干个电池单体,若干个电池单体采用串联方式实现电连接。此时电池模块20的电池容量为若干个电池单体的电池容量之和,以此达到增大电池模组100的能量密度和续航能力的目的。
电池箱体10具体为一种载体,用于装载电池模块20、冷却装置以及一些其他的电器部件。
示例性地,电池箱体10包括上箱盖和下箱体,下箱体为装载电池单体、冷却装置等的主体结构,例如下箱体的内部形成有电池仓,电池单体、冷却装置等均安装在电池仓。
下箱体具有一开口,例如下箱体的上端形成有该开口,当电池单体、冷却装置等在电池仓内安装好后,再将上箱盖盖合于下箱体的上端开口处并通过焊接等方式实现密封连接,从而能将电池单体等封装于电池箱体10内,提高电池箱体10的整体绝缘防护性能。
此外,本实施例中电池箱体10整体为矩形。因此上箱盖和下箱体均形成为半封闭的箱型结构。
请继续参阅图4,及图6至图10,进一步地,一些实施例中提供一种电池箱体10,包括箱体11、隔挡罩12以及制冷器13。箱体11可由上箱盖和下箱体组装构成,或者其它实施例中箱体11也可以是其它的构造,在此不作赘述。
箱体11设有阀孔111,例如阀孔111形成于箱体11的竖直的前围板上。阀孔111用作为箱体11内外连通的气流通道,阀孔111位于箱体11外侧的孔端用于安装防爆阀30。
阀孔111可以是圆形孔、方形孔等其中的任意一种。
阀孔111的尺寸应当与防爆阀30的尺寸作适配设计,以防爆阀30能在外侧将阀孔111的外侧孔端封盖为准,使得外部环境中的气体只能以防爆阀30中高分子膜的孔隙作为流入通道以进入电池模组100内。
有必要说明的是,防爆阀30主要起两方面作用,一方面,防爆阀30可通过一层高分子膜实现电池模组100内外气压交换平衡,减小电池箱体10由于内外气压过大而产生的失效风险,同时高分子膜孔隙很小,可以防止水滴、粉尘、碎屑等进入电池模组100内部引发风险;另一方面,当电池模组100内部发生热失控导致内压急速增大时,为防止整个电池模组100产生爆炸风险,防爆阀30内的防爆膜会优先被冲破从而产生一个泄压作用。
隔挡罩12装设在箱体11的内侧,且将阀孔111位于箱体11内侧的孔端封盖,隔挡罩12设有进气口121和冷凝腔122,冷凝腔122通过进气口121与阀孔111连通;制冷器13装设在冷凝腔122内。
制冷器13可理解为能产生冷量的制冷设备,通过与控制系统连接,能在控制系统的调控下在预设的工作时长周期内保持持续制冷作业,以便维持冷凝腔122内所需的低温环境。
综上,实施本实施例技术方案将具有如下有益效果:上述方案的电池箱体10,能使电芯、冷却装置等安装于电池箱体10的内腔中以组装构成电池模组100,当电池模组100工作时,外部环境中的气体能经由防爆阀30的高分子膜流入阀内,并依次流经阀孔和进气口121而进入隔挡罩12的冷凝腔122中,由于冷凝腔122内预先安装有制冷器13,制冷器13通过系统控制而能保持长时间低温冷却的工作状态,并且制冷器13的温度能够比冷却装置的运行最低温度更低(如低2℃),因此冷凝腔122的侧壁的温度也能保持低温状态,使得当流入冷凝腔122的气体中的水蒸气接触到冷凝腔122的侧壁时,会优先在冷凝腔122的侧壁上受冷而凝结为冷凝水,也即实现了消除气体中水蒸气的效果,提前避免了水蒸气进入电池模组100内部后再发生冷凝。
如此一来,即便气体进一步向电池箱体10的内部流动,也不会有水蒸气会凝结为冷凝水,从而消除冷凝水对电芯等功能组件造成短路以及腐蚀金属零部件的问题,保证电池模组100能正常安全工作,提升电池模组100的使用寿命与可靠性。
一个实施例中,冷凝腔122具有第一侧壁122a,第一侧壁122a设有贯穿隔挡罩12的壁厚方向的至少一个通气孔123。
请继续参阅图4,及图8至图10,本实施例中,隔挡罩12具体为轴向一端开口、且内部中空的圆柱体,开口即为进气口121,冷凝腔122即为内部的圆形中空腔。安装时,隔挡罩12采用横躺姿态。可选地,阀孔111、进气口121和冷凝腔122三者均同轴布置。
因此,本方案中的冷凝腔122至少具有环形侧壁,环形侧壁包括上半部分侧壁,第一侧壁122a即为上半部分侧壁,上半部分侧壁位于阀孔111的孔中心线所在平面的上方,上半部分侧壁设有贯穿隔挡罩12的壁厚方向设置的至少一个通气孔123,通气孔123将冷凝腔122与箱体11的内腔连通。
当气体进入冷凝腔122后,气体中的水蒸气由于接触低温的冷凝腔122的侧壁而凝结为冷凝水,实现了从气体中将水蒸气消除的效果,而剩余的气体便能向上流动并最终通过通气孔123流入箱体11的内腔,由此保证电池箱体10正常的内外气压平衡。
可选地,通气孔123设置为多个,多个通气孔123在上半部分侧壁上沿着环向间隔排布,从而能提高气体流通速度,避免气体来不及排出隔挡罩12造成冷凝腔122内气压过大而引发安全问题。
可选地,通气孔123的形状、尺寸等参数均在此不作特别限定,具体根据实际需要进行选择即可。
进一步地,冷凝腔122还具有第二侧壁122b,第二侧壁122b位于第一侧壁122a的下方,第二侧壁122b凹设形成有蓄水槽124。
具体而言,下半部分侧壁与上半部分侧壁平滑衔接,下半部分侧壁位于阀孔111的孔中心线所在平面的下方,下半部分侧壁的底壁部位凹设形成至少一个蓄水槽124。
由于隔挡罩12采用的是横躺姿态安装,且第二侧壁122b位于第一侧壁122a的下方,因此在冷凝腔122的侧壁上凝结形成的冷凝水聚集到一定量后便会在自身重力作用下沿着冷凝腔122的侧壁向下流动,直至汇聚于蓄水槽124内,使得蓄水槽124能对冷凝水实现收集和暂存,防止冷凝水四处流淌而潜在泄漏的隐患。
其中,蓄水槽124可以是方形槽、圆形槽等其中的任意一种,蓄水槽124的深度需与隔挡罩12的壁厚作适配设计,在避免影响隔挡罩12结构强度的基础上可以将蓄水槽124的槽深、长度和槽宽度尽量做的大一些,以获得更大的槽腔容积以便暂存更多的冷凝水,减少拆卸隔挡罩12倾倒收集冷凝水的频次。
如图4所示,进一步地,为了使形成于冷凝腔122的侧壁上的冷凝水更准确且快速的流入蓄水槽124内,冷凝腔122的侧壁还设有至少一个导流槽127,导流槽127与蓄水槽124连通。导流槽127更容易使冷凝腔122的侧壁上的冷凝水珠汇聚为冷凝水流,并沿着导流槽127朝蓄水槽124径直流动。导流槽127的形状、尺寸等参数均可根据实际需要进行灵活设计,故在此不作特别限定。
例如,一实施例中导流槽127为长条形结构,且一端靠近通气孔123布置,另一端延伸至蓄水槽124且与蓄水槽124连通。
当然,其它实施例中导流槽127也可以是其它的结构和延伸设置形式,且导流槽127的数量也可以是两个或以上,具体根据实际需要进行灵活选择即可。
请继续参阅图4,此外,在上述任一实施例的基础上,冷凝腔122还具有与进气口121相对的第三侧壁122c,也即进气口121形成于隔挡罩12的轴向一端,第三侧壁122c形成于隔挡罩12远离进气口121的轴向另一端。
也即,在隔挡罩12为横躺安装姿态的基础上,第三侧壁122c为与外部气体流入冷凝腔122的流向相垂直的竖直壁。
制冷器13装设在第三侧壁122c上,且制冷器13的下边缘与第二侧壁之间形成有间距40。
通过将制冷器13安装在第三侧壁122c上,能使制冷器13的下边缘与第二侧壁之间形成一定高度的间距40,如此一来,即便积聚的冷凝水过多而溢出蓄水槽124时,冷凝水也不容易接触甚至淹没制冷器13,从而避免遮蔽制冷器13的制冷面而影响制冷器13的制冷效果。
需要说明的是,间距40的具体大小受到隔挡罩12尺寸、制冷器13尺寸等因素影响,具体根据实际工况条件进行灵活选择即可,在此不作特别限定。
进一步地,在又一些实施例中蓄水槽124的槽底壁和/或槽侧壁设有排水孔,排水孔用于与集水容器直接连通或通过排水管与集水容器间接连通。可以理解的,排水孔为通孔。
如此,流动积聚于蓄水槽124内的冷凝水可以直接通过排水孔排出至隔挡罩12外部,并被集水容器收集,可以避免定期频繁的拆卸隔挡罩12,将收集于蓄水槽124内的冷凝水倾倒出,减轻工人劳动强度,减少装拆隔挡罩12造成的电池模组100停机时长。此外,收集至集水容器内的冷凝水也更方便在电池模组100不停机的情况下进行清理和更换,能有效保证电池模组100的工作效能。
请继续参阅图4,此外,在上述任一实施例的基础上,通气孔123包括靠近冷凝腔122设置的进气孔口123a和远离冷凝腔122设置的出气孔口123b,通气孔123的孔径由进气孔口123a至出气孔口123b的方向呈递增过渡。也即,通气孔123形成为喇叭状结构,由于孔径较小的进气孔口123a位于冷凝腔122一侧,能防止冷凝水从通气孔123中漏出。
或者,作为上述实施例的可替代方案,电池箱体10还包括挡水件50,挡水件50的至少部分插置于通气孔123内,挡水件50用于使气体通过而隔挡冷凝水。
例如,挡水件50可以完全插入通气孔123的内部,也可以是插装在通气孔123的进气孔口123a或者出气孔口123b处,此时挡水件50的部分位于通气孔123内部,剩余部分伸出至通气孔123外部。
可选地,挡水件50可以是气阀、透气薄膜、透气布等其中的任意一种。
此外,在上述任一实施例的基础上,电池箱体10还包括疏水膜,疏水膜覆设于冷凝腔122的侧壁上和/或制冷器13的表面上。
水蒸气会在疏水膜上凝结为冷凝水,且冷凝水在疏水膜上的栖附性差,能够在自身重力作用下快速沿着冷凝腔122的侧壁向下流动而进入蓄水槽124中,避免冷凝腔122的侧壁上冷凝水积累过多而影响后续水蒸气的冷凝效果。
而为了方便对隔挡罩12进行装拆,以及时清理蓄水槽124内的冷凝水,保证隔挡罩12的工作性能,在一些实施例中,电池箱体10的内侧壁设置有安装板,安装板设有滑动槽,滑动槽的长度方向的两个相对槽端的至少其中之一贯穿设置而形成进出口,隔挡罩12设有滑动凸起,滑动凸起穿过进出口并插置于滑动槽内;或者,电池箱体10的内侧壁设有滑动凸起,隔挡罩12设有滑动槽,滑动凸起插置于滑动槽内。
请继续参阅图6,及图8至图10,较佳地,在另一些实施例中,电池箱体10的内侧壁设置有间隔相对的第一安装板14和第二安装板15。其中第一安装板14或者第二安装板15可看作上述实施例中的安装板。
第一安装板14设有第一滑动槽141,第二安装板15设有第二滑动槽151,第一滑动槽141的槽口与第二滑动槽151的槽口相对设置,第一滑动槽141和第二滑动槽151的长度方向的两个相对槽端的至少其中之一贯穿设置而形成进出口,隔挡罩12设有第一滑动凸起125和第二滑动凸起126。其中第一滑动凸起125或者第二滑动凸起126可看作上述实施例中的滑动凸起。
第一滑动凸起125穿过对应的进出口并插置于第一滑动槽141内,第二滑动凸起126穿过对应的进出口并插置于第二滑动槽151内。
安装隔挡罩12时,将第一滑动凸起125和第二滑动凸起126分别对准各自对应的第一滑动槽141的进出口和第二滑动槽151的进出口,然后转动(例如顺时针)隔挡罩12,第一滑动凸起125即可滑动插装至第一滑动槽141内同时第二滑动凸起126即可滑动插装至第二滑动槽151内,由此形成隔挡罩12两侧卡装固定,安装稳固可靠,且由于第一滑动槽141的槽口是与第二滑动槽151的槽口相对设置,这样在安装状态下隔挡罩12不容易发生松动脱落。
综上之外,请继续参阅图11和图12,本申请还提供一种用电设备300,其包括用电主体310和储能系统200,用电主体310与储能系统200电性连接。储能系统200包括如上任一实施例所述的电池模组100。
用电设备可以为多种形式,例如,手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等,例如,航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等,电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等,电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具,例如,电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。