CN116759738A - 电池模组、储能系统及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电池模组、储能系统及用电设备,涉及储能技术领域。该电池模组包括:多个单体电池;固定端板,两个固定端板相对设置,且多个单体电池位于两个固定端板之间;记忆金属件,位于相邻的两个单体电池之间,且在第一温度时记忆金属件具有朝向至少一侧的单体电池的凹陷部;捆绑件,缠绕两个固定端板,并固定多个单体电池和记忆金属件。本申请实施方式中,对于捆绑件捆绑的多个单体电池,通过在相邻的两个单体电池之间设置记忆金属件,且基于记忆金属件的形变特性,使得记忆金属件在第一温度时能够形成凹陷部,以容纳单体电池膨胀后的鼓包,从而避免因单体电池膨胀后绷断捆绑件的情况,保证了电池模组结构的稳定性,降低了安全隐患。
Description
技术领域
本申请涉及储能技术领域,具体而言,涉及一种电池模组、储能系统及用电设备。
背景技术
电池模组是目前常用的一种对多个电池单元进行固定的结构单元,电池模组用于实现多个单体电池的串并联,以实现高电压的输出。电池模组包括相对设置的两个固定端板,以及固定在两个固定端板之间的多个单体电池。
相关技术中,两个固定端板和多个单体电池通常采用扎带进行捆绑固定。而在电池模组的充放电过程中,单体电池容易因发热而膨胀,进而导致扎带绷断,从而造成单体电池的位移,形成安全隐患。
发明内容
本申请的一个主要目的在于提供一种能够提高单体电池固定稳固性的电池模组、储能系统及用电设备。
为实现上述申请目的,本申请采用如下技术方案:
根据本申请的一个方面,提供一种电池模组,包括:
多个单体电池;
固定端板,两个所述固定端板相对设置,且所述多个单体电池位于两个所述固定端板之间;
记忆金属件,位于相邻的两个所述单体电池之间,且在第一温度时所述记忆金属件具有朝向至少一侧的单体电池的凹陷部;
捆绑件,缠绕两个所述固定端板,并固定多个所述单体电池和所述记忆金属件。
本申请实施方式中,对于捆绑件捆绑的多个单体电池,通过在相邻的两个单体电池之间设置记忆金属件,且基于记忆金属件的形变特性,使得记忆金属件在第一温度时能够形成凹陷部,以容纳单体电池膨胀后的鼓包,从而避免因单体电池膨胀后绷断捆绑件的情况,保证了电池模组结构的稳定性,降低了安全隐患。
根据本申请的一实施方式,其中,所述记忆金属件具有第一形变区,在所述第一温度时所述第一形变区凹陷以形成所述凹陷部。
本申请实施方式中,在记忆金属件的第一形变区以凹陷的形式形成凹陷部时并不会对多个单体电池的固定产生影响,从而保证捆绑件对多个单体电池固定的稳固性。
根据本申请的一实施方式,其中,所述第一形变区所在的区域呈圆形或方形。
根据本申请的一实施方式,其中,所述记忆金属件具有第一形变区和第二形变区,在所述第一温度时所述第一形变区凹陷,且所述第二形变区膨胀以形成所述凹陷部。
本申请实施方式中,通过设置记忆金属件的第一形变区凹陷和第二形变区的凸起形成凹陷部,以便于形成更大的凹陷部,进而容纳单体电池发热膨胀后形成的鼓包。
根据本申请的一实施方式,其中,所述第二形变区所在的区域呈环形,且所述第一形变区位于所述第二形变区围成的区域内。
本申请实施方式中,环形的第二形变区能够增大与相邻的单体电池的抵接面积,从而保证多个单体电池固定的稳固性。
根据本申请的一实施方式,其中,所述记忆金属件为记忆金属板。
本申请实施方式中,将记忆金属件设置为板状结构的记忆金属板,在保证记忆金属件能够形成凹陷部的情况下,便于简化记忆金属件的整体结构,同时便于提高电池模组的组装效率。
根据本申请的一实施方式,其中,所述记忆金属件包括第一支撑件、第二支撑件和连接件;
所述第一支撑件、所述第二支撑件沿所述固定端板的厚度方向相对设置,所述连接件分别与所述第一支撑件、所述第二支撑件固定连接,在所述第一温度时所述第一支撑件、所述第二支撑件中的至少一者具有朝向相邻的单体电池的凹陷部。
本申请实施方式中,将记忆金属件设置为由第一支撑件、第二支撑件和连接件构成框架结构,在保证记忆金属件能够形成凹陷部的情况下,便于减小记忆金属件的质量,进而实现电池模组的轻量化。
根据本申请的一实施方式,其中,所述连接件包括第一连接子件和第二连接子件;
所述第一连接子件分别与所述第一支撑件、所述第二支撑件在背离相邻的单体电池的表面且居中的位置固定连接,所述第二连接子件分别与所述第一支撑件、所述第二支撑件在背离相邻的单体电池的表面且靠近边缘的位置固定连接;
在所述第一温度时,在所述固定端板的厚度方向上所述第一连接子件的尺寸变短,和/或所述第一连接子件的尺寸变短且所述第二连接子件的尺寸变长。
根据本申请的一实施方式,其中,在第二温度时所述记忆金属件具有朝向至少一侧的单体电池的凸起部,所述凸起部位于所述凹陷部的外围,所述第二温度大于所述第一温度。
本申请实施方式中,在第二温度时通过记忆金属件上形成的凸起部在相邻的两个单体电池之间形成空气层,甚至绷断捆绑件,以减缓或阻断相邻两个单体电池之间的热蔓延。
根据本申请的一实施方式,其中,所述第一温度大于或等于20摄氏度且小于或等于40摄氏度,所述第二温度大于或等于55摄氏度且小于或等于65摄氏度。
根据本申请的一方面,提供了一种储能系统,包括:
电池箱,具有容置腔;
上述一方面所述的电池模组,所述电池模组固定在所述容置腔内。
本申请实施方式中,对于包括上述电池模组的储能系统,便于提高储能系统充放电的稳定性,以及降低充放电过程中的安全隐患。
根据本申请的一方面,提供了一种用电设备,所述用电设备包括上述一方面所述的储能系统,所述储能系统为所述用电设备供电。
本申请实施方式中,对于包括上述储能系统的的用电设备,便于提高用电设备使用时的稳定性和安全性。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式,本申请的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1是根据一示例性实施方式示出的一种户用储能系统的结构示意图。
图2是根据一示例性实施方式示出的一种状态的电池模组的结构示意图。
图3是根据一示例性实施方式示出的一种记忆金属件设置的结构示意图。
图4是根据一示例性实施方式示出的一种单体电池鼓包后的俯视结构示意图。
图5是图4所示的电池鼓包的剖面结构示意图。
图6是图5所示的局部放大结构示意图。
图7是根据一示例性实施方式示出的另一种电池鼓包后的剖面结构示意图。
图8是图7所示的局部放大结构示意图。
图9是根据一示例性实施方式示出的又一种电池鼓包后的剖面结构示意图。
图10是图9所示的局部放大结构示意图。
图11是根据一示例性实施方式示出的另一种状态的电池模组的结构示意图。
图12是根据一示例性实施方式示出的再一种电池鼓包后的剖面结构示意图。
图13是图12所示的局部放大结构示意图。
图14是根据一示例性实施方式示出的一种用电设备的结构示意图。
其中,附图标记说明如下:
100、储能系统;200、电能转换装置;300、用户负载;400、用电设备;
10、电池模组;
1、单体电池;2、固定端板;3、记忆金属件;4、捆绑件;5、金属连接片;6、输出极底座;
11、鼓包11;
31、凹陷部;32、第一支撑件;33、第二支撑件;34、连接件;35、凸起部;
341、第一连接子件;342、第二连接子件。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式;相反,提供这些实施方式使得本申请将全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略它们的详细描述。
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,再基于未来应用需要以特定的能量形式释放出来。
目前的绿色能源主要包括光能、风能、水势等,而光能和风能等普遍存在间歇性强、波动性大的问题,会造成绿色电网的电压不稳定(用电高峰时电不够,用电低谷时电太多),而不稳定的电压会对电力造成损害,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。
而要解决用电需求不足或电网接纳能力不足的问题,就必须依赖储能系统。即通过储能系统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,需要的时候再将储能系统存储的能量转化为电能释放出来,简单来说,储能系统就类似一个大型“充电宝”,在光能、风能充足时,将电能储存起来,需要时再释放存储的电能。
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,对应的储能系统的种类包括有:
(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,家用储能系统的存在,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。
以用户侧储能中的家用储能场景为例进行说明,图1示出了一种户用储能系统的结构示意图,该户用储能系统包括储能系统100和电能转换装置200(比如光伏板),以及用户负载300(比如路灯、家用电器等),储能系统100为一小型储能箱,可通过壁挂方式安装于室外墙壁。具体的,电能转换装置200可以在电价低谷时期将太阳能转换为电能,并通过储能系统100进行存储,进而在电价高峰时供给用户负载300进行使用,或者在电网断电/停电时供给用户负载300进行使用。
而结合上述所述的通过物理或者电化学的手段进行能量存储的情况,以电化学储能为例,储能系统100包括至少一个化学电池,利用化学电池内的化学元素做储能介质,以通过储能介质的化学反应或者变化实现充放电的过程。简单来说就是把光能、风能产生的电能通过储能介质的化学反应或者变化存在至少一组化学电池中,在外部电能的使用达到高峰时再通过储能介质的化学反应或者变化将至少一组化学电池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。
本申请实施方式提供了一种储能系统100,该储能系统100可以是由单体电池1构成的电池包、电池箱、电池系统等。而单体电池1可以是锂离子二次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池、镁离子电池等,且单体电池1可呈圆柱体、扁平体、长方体等,本申请实施方式对此不做限定。
储能系统100通常包括电池箱和电池模组10,电池箱具有容置腔,电池模组10固定在容置腔内。另外,储能系统100还包括电池管理系统,电池管理系统限位在电池箱内,且与电池模组10电性连接。如此,在储能系统100的工作过程中,可通过电池管理系统对电池模组10的电参数进行实时监测,保证储能系统100工作的可靠性和安全性。
电池箱的箱体包括底板、上盖和侧板,底板、上盖和侧板固定连接后围成一空腔,电池模组10固定在底板、上盖和侧板围成的空腔内。而对于储能系统100包括电池模组10和电池管理系统的情况,该空腔通常被分隔为电池仓和电气仓,电池模组10限位在电池仓,电池管理系统限位在电气仓。
其中,侧板呈两端开口的筒状结构,侧板的一开口与底板和上盖中的一者为一体式结构或者固定连接,与另一者固定连接。示例地,侧板的一开口端与上盖为一体式连接,底板的边缘具有朝向上盖的围挡,侧板的另一端开口支撑在底板上,且与围挡固定连接。
电池箱的容置腔内设置的电池模组10可以是一个,也可以是多个,而对于单个电池模组10而言,如图2所示,电池模组10包括单体电池1、固定端板2和捆绑件4,两个固定端板2相对设置,且两个固定端板2之间设置有多个单体电池1,捆绑件4缠绕两个固定端板2并固定多个单体电池1。
其中,如图2所示,电池模组10包括的多个单体电池1通过金属连接片5串联和/或并联,以实现多个单体电池1的整体输出,进而实现多个单体电池1的一体化。金属连接片5可以是铝巴等。
其中,如图2所示,固定端板2上还设置有绝缘的输出极底座6,以通过输出极底座6实现电池模组10的输出极铝巴与输出铜排的电性连接,同时避免与金属材质的固定端板2之间的电导通。
其中,由于捆绑件4的长度可任意调整,从而便于调整固定在两个固定端板2之间的单体电池1的数量,进而调整电池模组10的电性参数,提高储能系统100的适用性。捆绑件4可以是扎带等。
可选地,固定端板2具有卡槽,捆绑件4限位在卡槽内,从而通过卡槽对捆绑件4的限位,避免捆绑件4从固定端板2滑脱的情况,保证了电池模组10结构的稳定性。
相关技术中,对于采用捆绑件4固定的多个单体电池1,在电池模组10的充放电过程中,单体电池1容易因发热膨胀而形成鼓包11,在鼓包11的支撑下容易绷断捆绑件4,从而造成单体电池1的位移,形成安全隐患。因此,本申请实施方式提供了一种电池模组10,包括设置在相邻两个单体电池1之间的记忆金属件3,记忆金属件3在受热后能够形成凹陷部31,以通过凹陷部31容纳单体电池1膨胀后的鼓包11,减小因单体电池1因膨胀而造成捆绑件4绷断的情况,保证了电池模组10结构的稳定性,降低了安全隐患。如此,对于包括该电池模组10的储能系统100,便于提高储能系统100充放电的稳定性,以及降低充放电过程中的安全隐患。
其中,对于记忆金属件3上所形成的凹陷部31的位置,可结合单体电池1膨胀后形成的鼓包11的位置设置。常规单体电池1膨胀后会在大表面(与固定端板2的厚度方向垂直的表面)的中间区域形成鼓包11,此时可设置记忆金属件3形成一个位于朝向单体电池1的大表面的中间区域的凹陷部31。
如图2和图3所示,该电池模组10包括:多个单体电池1、两个固定端板2、记忆金属件3和捆绑件4,两个固定端板2相对设置,且多个单体电池1位于两个固定端板2之间;记忆金属件3位于相邻的两个单体电池1之间,且在第一温度时记忆金属件3具有朝向至少一侧的单体电池1的凹陷部31(示例地,如图4、图5和图6所示,记忆金属件3具有分别朝向两侧的单体电池1的凹陷部31);捆绑件4缠绕两个固定端板2,并固定多个单体电池1和记忆金属件3。
本申请实施方式中,对于捆绑件4捆绑的多个单体电池1,通过在相邻的两个单体电池1之间设置记忆金属件3,且基于记忆金属件3的形变特性,使得记忆金属件3在第一温度时能够形成凹陷部31,以容纳单体电池1膨胀后的鼓包11,从而避免因单体电池1膨胀后绷断捆绑件4的情况,保证了电池模组10结构的稳定性,降低了安全隐患。
其中,记忆金属件3的制作材料至少包括记忆金属材料(比如钛镍金属材料等),以保证记忆金属件3具有随温度的变化而发生变化的记忆功能。第一温度通常是指电池模组10正常充放电时单体电池1的温度,以保证单体电池1在正常充放电的过程中形成的鼓包11能够容纳在记忆金属件3上的凹陷部31内。第一温度大于或等于20摄氏度且小于或等于40摄氏度,示例地,第一温度可以是20摄氏度、25摄氏度、30摄氏度、35摄氏度、40摄氏度。另外,记忆金属件3可以是方形结构,以便于记忆金属件3与单体电池1的匹配;当然,记忆金属件3也可以是圆形结构,只要能够在第一温度时形成凹陷部31,以容纳单体电池1形成的鼓包11,避免捆绑件4绷断即可。
其中,可以在多个单体电池1中任意相邻的两个单体电池1之间设置记忆金属件3,也可以在每相邻的两个单体电池1之间均设置记忆金属件3,以对每个单体电池1形成的鼓包11进行收容,避免多个单体电池1同时形成后绷断捆绑件4的情况。进一步地,还可以在固定端板2与相邻的一个单体电池1之间设置记忆金属件3,或者直接在固定端板2朝向单体电池1的表面设置凹槽,以收容单体电池1形成的鼓包11,本申请实施方式对此不做限定。
其中,对于记忆金属件3,可以是在朝向一侧的单体电池1的表面形成凹陷部31,也可以是在朝向两侧的单体电池1的表面均形成凹陷部31,从而分别收容两侧紧邻的单体电池1形成的鼓包11。另外,对于记忆金属件3上所形成的凹陷部31,可以是随着温度的升高凹陷部31越深,且在超过第一温度一定数值时达到记忆金属件3的极限变形状态,之后若温度继续升高,记忆金属件3上凹陷部31所在的区域不会在继续发生变形。
接下来本申请中结合上述所述的记忆金属件3为方形结构的情况进行解释。
在第一温度时记忆金属件3形成的凹陷部31可以是一个较大的凹槽,也可以是多个较小的凹槽,凹槽的外轮廓可以是圆形、椭圆形、方形等。具体地,对于凹陷部31的个数和凹槽的外轮廓的形状,可根据常规试验中单体电池1发热膨胀后形成鼓包11的个数和形状而定,以有效保证记忆金属件3上形成的凹陷部31能够容纳单体电池1发热膨胀后形成的鼓包11,避免绷断捆绑件4的情况。
本申请实施方式中,记忆金属件3可以为板状结构,也可以为框架结构。
以板状结构为例,记忆金属件3为记忆金属板。记忆金属板在厚度方向上至少一侧表面的部分区域采用记忆金属材料制成,且记忆金属材料具有一定的厚度,以便在第一温度时记忆金属材料形成凹陷部31。示例地,如图5和图6所示,记忆金属板在厚度方向上的两侧的表面的部分区域均采用记忆金属材料制成,且在第一温度时记忆金属板朝向两侧的单体电池1的表面均形成凹陷部31。
而将记忆金属件3设置为板状结构的记忆金属板,在保证能够形成凹陷部31的情况下,便于简化记忆金属件3的整体结构,同时便于提高电池模组10的组装效率。
可选地,记忆金属板的长度、宽度与单体电池1的大表面(朝向记忆金属板的表面)的长度、宽度均相同,以便于在不影响电池模组10的整体尺寸的情况下,可以设置记忆金属板在第一温度时形成较大区域的凹陷部31,以有效容纳单体电池1膨胀后形成的鼓包11。
以框架结构为例,如图7和图8所述,记忆金属件3包括第一支撑件32、第二支撑件33和连接件34,第一支撑件32、第二支撑件33沿固定端板2的厚度方向相对设置,连接件34分别与第一支撑件32、第二支撑件33固定连接,在第一温度时第一支撑件32、第二支撑件33中的至少一者具有朝向相邻的单体电池1的凹陷部31。如此,将记忆金属件3设置为由第一支撑件32、第二支撑件33和连接件34构成框架结构,在保证记忆金属件3能够形成凹陷部31的情况下,便于减小记忆金属件3的质量,进而实现电池模组10的轻量化。
其中,第一支撑件32、第二支撑件33均可以为矩形结构,且在第一温度时,可以是第一支撑件32、第二支撑件33发生弯曲变形,以形成凹陷部31;也可以是在连接件34沿固定端板2的厚度方向的尺寸变化,以带动第一支撑件32、第二支撑件33形成凹陷部31。
对于第一支撑件32、第二支撑件33发生弯曲变形的情况,第一支撑件32、第二支撑件33均为板状结构,且第一支撑件32、第二支撑件33的部分区域采用记忆金属材料制成,以便在第一温度时,通过记忆金属材料的变形,形成凹陷部31。
以第一支撑件32为例,第一支撑件32上待形成凹陷部31的区域采用第一记忆金属材料制成,且在第一温度时第一记忆金属材料向靠近第二支撑件33的方向变形,以形成凹陷部31;或者第一支撑件32上待形成凹陷部31的区域以外的部分区域采用第二记忆金属材料制成,且在第一温度时第二记忆金属材料向远离第二支撑件33的方向变形,以围成凹陷部31。
需要说明的是,对于第二记忆金属材料向远离第二支撑件33的方向发生变形时会绷紧捆绑件4,此时为了避免绷断捆绑件4,可设置第二记忆金属材料在第一支撑件32的厚度方向的形变量小于捆绑件4的最大弹性伸长量。而对于电池模组10包括多个记忆金属件3的情况,则需要保证多个第一支撑件32上的第二记忆金属材料在第一支撑件32的厚度方向的形变量总和小于捆绑件4的最大弹性伸长量即可。
对于连接件34沿固定端板2的厚度方向的尺寸发生变化的情况,如图9和图10所示,连接件34包括第一连接子件341和第二连接子件342;第一连接子件341分别与第一支撑件32、第二支撑件33在背离相邻的单体电池1的表面且居中的位置固定连接,第二连接子件342分别与第一支撑件32、第二支撑件33在背离相邻的单体电池1的表面且靠近边缘的位置固定连接;在第一温度时,在固定端板2的厚度方向上第一连接子件341的尺寸变短,和/或第一连接子件341的尺寸变短且第二连接子件342的尺寸变长。
其中,第一支撑件32、第二支撑件33在固定端板2的厚度方向上能够发生弹性形变,以便于在固定端板2的厚度方向上,第一连接子件341的尺寸变短和/或第二连接子件342的尺寸变长时,能够带动第一支撑件32、第二支撑件33发生形变,进而保证凹陷部31的形成。
其中,第一连接子件341可以是直线状或平面状的记忆金属结构,且在第一温度时发生弯曲,实现在固定端板2的厚度方向上尺寸的变短,进而拉近第一支撑件32、第二支撑件33与第一连接子件341所连接的位置之间的距离,以形成朝向至少一侧的单体电池1的凹陷部31。而对于直线状结构的第一连接子件341,第一支撑件32与第二支撑件33之间可设置多个第一连接子件341,以保证多个第一连接子件341弯曲时能够在较大的区域拉近第一支撑件32与第二支撑件33的距离,或者在多个区域拉近第一支撑件32与第二支撑件33之间的距离。
其中,第二连接子件342可以是弯折的条状或片状的记忆金属结构,且在第一温度时伸直或展平,实现在固定端板2的厚度方向上尺寸的变长,进而使第一支撑件32、第二支撑件33与第二连接子件342所连接的位置之间的距离变大,以围成朝向至少一侧的单体电池1的凹陷部31。第二连接子件342为弯折的条状结构,此时连接件34包括多个第二连接子件342,以第一支撑件32、第二支撑件33均为矩形结构为例,多个第二连接子件342沿第一支撑件32相对的两条侧边分布,或者沿第一支撑件32的四条侧边分布;或者,第二连接子件342为弯折的片状结构,此时连接件34包括两个第二连接子件342,两个第二连接子件342与第一支撑件32相对的两条侧边对应设置,或者包括四个第二连接子件342,四个第二连接子件342与第一支撑件32的四条侧边对应设置;再或者,第二连接子件342呈环形,此时第二连接子件342围绕第一支撑件32的边缘设置。
需要说明的是,对于第二连接子件342在固定端板2的厚度方向上尺寸边长时会绷紧捆绑件4,此时为了避免绷断捆绑件4,可设置第二连接子件342在固定端板2的厚度方向上尺寸的变长量小于捆绑件4的最大弹性伸长量。
在一些实施方式中,记忆金属件3具有第一形变区,且在第一温度时第一形变区凹陷以形成凹陷部31。如此,在记忆金属件3的第一形变区形成凹陷部31时并不会对多个单体电池1的固定产生影响,从而保证捆绑件4对多个单体电池1固定的稳固性。
其中,结合上述所述的记忆金属件3包括第一连接子件341的情况,可以是第一支撑件32、第二支撑件33上与第一连接子件341所连接的区域为第一形变区。
结合上述所述的凹陷部31的外轮廓,记忆金属件3上第一形变区所在的区域可以呈圆形或方形等,以通过圆形或方形的第一形变区形成能够与单体电池1上的鼓包11匹配的凹陷部31,进而有效容纳单体电池1上的鼓包。当然,第一形变区所在的区域可以呈椭圆形等,只要能够有效容纳单体电池1上的鼓包11即可,本申请实施方式对此不做限定。
在另一些实施方式中,记忆金属件3具有第一形变区和第二形变区,在第一温度时第一形变区凹陷,且第二形变区膨胀以形成凹陷部31。如此,通过设置记忆金属件3的第一形变区凹陷和第二形变区的凸起形成较深的凹陷部31,以便于容纳单体电池1发热膨胀后形成的鼓起高度更大的鼓包11。
其中,结合上述所述的记忆金属件3包括第一连接子件341、第二连接子件342的情况,可以是第一支撑件32、第二支撑件33上与第一连接子件341对应的区域为第一形变区,第一支撑件32、第二支撑件33上与第二连接子件342所连接的区域为第二形变区。
其中,对于记忆金属件3的第二形变区所发生的凸起变形,为了避免第二形变区凸起后绷断捆绑件4,可设置在第一温度时第二形变区在固定端板2的厚度方向上凸起的高度小于捆绑件4的最大弹性伸长量,以在第二形变区凸起后,捆绑件4仍能够对多个单体电池1进行稳固的固定。而对于电池模组10包括多个记忆金属件3的情况,则需要保证多个记忆金属件3的第二形变区在固定端板2的厚度方向上凸起的高度总和小于捆绑件4的最大弹性伸长量即可。
可选地,记忆金属件3上第二形变区所在的区域可以呈环形,此时第一形变区位于所述第二形变区围成的区域内;或者以记忆金属件3为方形结构为例,第二形变区所在的区域为分别靠近记忆金属件3相对的两个侧边的长矩形区域。而相较于包括两个长矩形区域的第二形变区,环形的第二形变区能够增大与相邻的单体电池1的抵接面积,从而保证捆绑件4对多个单体电池1固定的稳固性。
本申请实施方式中,对于上述所述的电池模组10,在电池模组10进行充放电时,多个单体电池1中的部分单体电池1可能会发生热失控,从而导致该单体电池1的温度急速升高,此时可设置记忆金属件3在单体电池1发生热失控时的温度下继续发生较大的凸起变形,以在相邻的两个单体电池1件之间形成空气间隙,从而有效缓解相邻的两个单体电池1之间热蔓延的问题,甚至在记忆金属件3发生较大的凸起变形后,如图11所示,主动绷断捆绑件4,以在相邻的连个单体电池1之间形成较大的空气间隙,从而阻断热蔓延的问题。
具体地,如图12和图13所示,在第二温度时记忆金属件3具有朝向至少一侧的单体电池1的凸起部35,凸起部35位于凹陷部31的外围,第二温度大于第一温度。如此,在第二温度时通过形成的凸起部35在相邻的两个单体电池1之间形成空气层,甚至绷断捆绑件4,以减缓或阻断相邻两个单体电池1之间的热蔓延。
其中,结合上述所述,记忆金属件3在第一温度时会形成凹陷部31,且在温度继续升高至一定温度时记忆金属件3会保持当前的变形状态,也即是记忆金属件3在温度大于第一温度的情况下均会保持凹陷部31的结构。由此在第二温度(大于第一温度)时,记忆金属件3可在保持凹陷部31的情况下继续形成凸起部35。而对于记忆金属件3上形成凹陷部31的区域和形成凸起部35的区域,这两个区域可采用不同的记忆金属材料制作,以便记忆金属件3在第二温度时同时具有凹陷部31和凸起部35。
其中,第二温度是指单体电池1发生热失控时的温度,可选地,第二温度大于或等于55摄氏度且小于或等于65摄氏度。示例地,第二温度为55摄氏度、60摄氏度、65摄氏度。
结合上述所述,以记忆金属件3包括第二连接子件342为例,在记忆金属件3的温度由第一温度升高至第二温度时,第二连接子件342在固定端板2的厚度方向的尺寸会继续变长,以进一步撑大相邻的两个单体电池1之间的间距。而为了保证第一连接子件341在固定端板2的厚度方向的尺寸变长后能够绷断捆绑件4,可设置第一连接子件341在固定端板2的厚度方向的尺寸的最小伸长量大于捆绑件4的最大弹性伸长量。而对于电池模组10包括多个记忆金属件3的情况,只需要保证多个第一连接子件341在固定端板2的厚度方向的尺寸的最小伸长量总和大于捆绑件4的最大弹性伸长量即可。
其中,可以是上述所述的记忆金属件3上的第二形变区继续膨胀以形成凸起部35;当然,也可以是上述所述的记忆金属件3上第二形变区的部分区域继续膨胀以形成凸起部35(示例地,多个第二连接子件342中的部分第二连接子件342在固定端板2的厚度方向的尺寸继续变长)。而对于第二形变区的部分区域继续膨胀形成第二凸起部35的情况,能够在相邻两个单体电池1之间形成更大区域的空气间隙,以有效缓解相邻两个单体电池1之间的热蔓延。
本申请实施方式还提供了一种用电设备400,该用电设备400可以是用户储能柜、储能集装箱等。如图14所示,该用电设备400包括上述实施方式所述的储能系统100,储能系统100为用电设备400供电。如此,结合上述所述,对于包括上述储能系统100的的用电设备400,便于提高用电设备400使用时的稳定性和安全性。
在本申请实施方式中,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。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实施方式中的具体含义。
本申请实施方式的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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申请实施方式和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作,因此,不能理解为对本申请实施方式的限制。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请实施方式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一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本申请实施方式的优选实施例而已,并不用于限制本申请实施方式,对于本领域的技术人员来说,本申请实施方式可以有各种更改和变化。凡在本申请实施方式的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请实施方式的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种电池模组(10),其特征在于,包括:
多个单体电池(1);
固定端板(2),两个所述固定端板(2)相对设置,且所述多个单体电池(1)位于两个所述固定端板(2)之间;
记忆金属件(3),位于相邻的两个所述单体电池(1)之间,且在第一温度时所述记忆金属件(3)具有朝向至少一侧的单体电池(1)的凹陷部(31);
捆绑件(4),缠绕两个所述固定端板(2),并固定多个所述单体电池(1)和所述记忆金属件(3)。
2.如权利要求1所述的电池模组(10),其特征在于,所述记忆金属件(3)具有第一形变区,在所述第一温度时所述第一形变区凹陷以形成所述凹陷部(31)。
3.如权利要求2所述的电池模组(10),其特征在于,所述第一形变区所在的区域呈圆形或方形。
4.如权利要求1所述的电池模组(10),其特征在于,所述记忆金属件(3)具有第一形变区和第二形变区,在所述第一温度时所述第一形变区凹陷,且所述第二形变区膨胀以形成所述凹陷部(31)。
5.如权利要求4所述的电池模组(10),其特征在于,所述第二形变区所在的区域呈环形,且所述第一形变区位于所述第二形变区围成的区域内。
6.如权利要求1-5任一所述的电池模组(10),其特征在于,所述记忆金属件(3)为记忆金属板。
7.如权利要求1-5任一所述的电池模组(10),其特征在于,所述记忆金属件(3)包括第一支撑件(32)、第二支撑件(33)和连接件(34);
所述第一支撑件(32)、所述第二支撑件(33)沿所述固定端板(2)的厚度方向相对设置,所述连接件(34)分别与所述第一支撑件(32)、所述第二支撑件(33)固定连接,在所述第一温度时所述第一支撑件(32)、所述第二支撑件(33)中的至少一者具有朝向相邻的单体电池(1)的凹陷部(31)。
8.如权利要求7所述的电池模组(10),其特征在于,所述连接件(34)包括第一连接子件(341)和第二连接子件(342);
所述第一连接子件(341)分别与所述第一支撑件(32)、所述第二支撑件(33)在背离相邻的单体电池(1)的表面且居中的位置固定连接,所述第二连接子件(342)分别与所述第一支撑件(32)、所述第二支撑件(33)在背离相邻的单体电池(1)的表面且靠近边缘的位置固定连接;
在所述第一温度时,在所述固定端板(2)的厚度方向上所述第一连接子件(341)的尺寸变短,和/或所述第一连接子件(341)的尺寸变短且所述第二连接子件(342)的尺寸变长。
9.如权利要求1-5任一所述的电池模组(10),其特征在于,在第二温度时所述记忆金属件(3)具有朝向至少一侧的单体电池(1)的凸起部(35),所述凸起部(35)位于所述凹陷部(31)的外围,所述第二温度大于所述第一温度。
10.如权利要求9所述的电池模组(10),其特征在于,所述第一温度大于或等于20摄氏度且小于或等于40摄氏度,所述第二温度大于或等于55摄氏度且小于或等于65摄氏度。
11.一种储能系统(100),其特征在于,包括:
电池箱,具有容置腔;
权利要求1-10任一所述的电池模组(10),所述电池模组(10)固定在所述容置腔内。
12.一种用电设备(400),其特征在于,所述用电设备(400)包括上述权利要求11所述的储能系统(100),所述储能系统(100)为所述用电设备(400)供电。
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- 2023-08-22 CN CN202311060072.0A patent/CN116759738A/zh active Pending
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