CN117318227B - 储能电源 - Google Patents

Abstract

本发明涉及储能设备技术领域，公开储能电源，包括电池包、逆变器和外壳，电池包和逆变器均安装于外壳的内腔体中，逆变器包括高度不尽相同的多个发热元件，外壳包括第一壳体，逆变器与第一壳体固定连接，第一壳体的内侧设有高度不尽相同的多个导热支架，多个发热元件分别与对应高度的导热支架导热连接，以通过第一壳体向外散出热量。本发明提供的储能电源将第一壳体同时作为逆变器的安装部件和散热部件，结构紧凑，多个导热支架分别与发热元件导热连接，大幅提高热量散出的效率，无需设置散热风扇和对流风道，更容易实现防水。

Description

储能电源

技术领域

本发明涉及储能设备技术领域，尤其涉及储能电源。

背景技术

储能设备的发热源主要集中在逆变器和电芯上，常见解决散热问题的结构形式为在逆变器上安装散热器，利用单独外壳固定逆变器且在逆变器外壳上固定风扇，利用风扇的强制对流使电芯、MOS(MOSFET，金属-氧化物半导体场效应晶体管)、变压器等发热元件降温。由于风冷散热需要增加风扇，零件数量多，装配复杂，且由于产品对流需要风道，导致产品的防水比较难实现。

因此亟需储能电源，以解决上述的技术问题。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供储能电源，第一壳体同时作为逆变器的安装部件和散热部件，结构紧凑，多个导热支架分别与发热元件导热连接，大幅提高热量散出的效率，无需设置散热风扇和对流风道，更容易实现防水。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

提供储能电源，包括电池包、逆变器和外壳，所述电池包和所述逆变器均安装于所述外壳的内腔体中，所述逆变器包括高度不尽相同的多个发热元件，所述外壳包括第一壳体，所述逆变器与所述第一壳体固定连接，所述第一壳体的内侧设有高度不尽相同的多个导热支架，多个所述发热元件分别与对应高度的所述导热支架导热连接，以通过所述第一壳体向外散出热量。

作为储能电源的一个可选的技术方案，所述发热元件压抵于对应高度的所述导热支架；和/或

所述发热元件锁附于对应高度的所述导热支架。

作为储能电源的一个可选的技术方案，所述逆变器还包括PCB，多个所述发热元件均设于所述PCB朝向所述导热支架的一侧。

作为储能电源的一个可选的技术方案，所述发热元件包括MOS，所述MOS包括主体部和引脚，所述主体部通过螺丝锁附于所述导热支架，所述引脚的一端沿平行于所述PCB的板面方向连接所述主体部，所述引脚的另一端朝向所述PCB弯折并连接所述PCB。

作为储能电源的一个可选的技术方案，所述外壳还包括第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体围合形成所述内腔体，所述电池包与所述第二壳体固定连接。

作为储能电源的一个可选的技术方案，所述电池包包括多个子电芯模块和模组支架组件，所述模组支架组件与所述第二壳体固定连接，所述模组支架组件上设有多个贯穿设置的安装孔，所述子电芯模块一一对应穿设于所述安装孔。

作为储能电源的一个可选的技术方案，多个所述安装孔均沿水平方向贯穿设置，所述第二壳体设置为开口朝上的“凵”字型结构，所述第二壳体的两个侧壁分别与多个所述子电芯模块的两端导热连接，或者所述第二壳体的两个侧壁分别与多个所述子电芯模块的两端热隔离。

作为储能电源的一个可选的技术方案，所述储能电源还包括导热垫层，所述导热垫层设于所述电池包与所述第二壳体之间，所述子电芯模块的端部与所述第二壳体的侧壁之间通过所述导热垫层导热连接；或者

所述储能电源还包括绝热垫层，所述绝热垫层设于所述电池包与所述第二壳体之间，所述子电芯模块的端部与所述第二壳体的侧壁之间通过所述绝热垫层热隔离。

作为储能电源的一个可选的技术方案，所述第一壳体设置为开口朝下的“冂”字型结构，所述第一壳体与所述第二壳体相向设置并连接，且所述第一壳体的侧壁向下延伸至所述电池包的旁侧。

作为储能电源的一个可选的技术方案，所述导热支架与所述第一壳体一体成型或者通过焊接连接。

作为储能电源的一个可选的技术方案，所述第一壳体采用金属材料制成；和/或

所述第一壳体的外侧面设有与之一体成型的第一散热鳍片。

本发明的有益效果为：

本发明提供的储能电源将逆变器直接固定于第一壳体上，并在第一壳体的内侧设置多个高度不尽相同的导热支架，以导热连接逆变器上的各个发热元件，使各个发热元件产生的热量经导热支架传递至第一壳体后散出。第一壳体同时作为逆变器的安装部件和散热部件，采用自然散热的形式将热量散出，结构紧凑，且通过多个导热支架分别与发热元件导热连接的手段，大幅提高热量散出的效率，无需设置散热风扇，减少了零件的数量，简化装配步骤，减少噪音而提升用户体验，也无需预留风冷散热所需的对流风道，因此产品能够设置为密闭结构，更容易实现防水。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的储能电源的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的储能电源的分解结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的第一壳体和逆变器的安装结构示意图；

图4是本发明实施例一提供的第一壳体的结构示意图；

图5是本发明实施例一提供的逆变器的结构示意图；

图6是本发明实施例一提供的第一发热元件的结构示意图；

图7是本发明实施例一提供的第二壳体和电池包的安装结构示意图；

图8是本发明实施例一提供的第二壳体和电池包的安装结构剖视图；

图9是本发明实施例一提供的第二壳体和电池包的局部安装结构剖视图。

图中：

10、逆变器；11、第一发热元件；111、主体部；112、引脚；12、第二发热元件；13、PCB；131、安装让位孔；

20、电池包；21、子电芯模块；22、第一模组支架；23、第二模组支架；24、汇流排；25、导热垫层；201、安装孔；

30、第一壳体；31、导热支架；32、安装支架；33、第一散热鳍片；34、第一内凸台；

40、第二壳体；41、第二散热鳍片；42、第二内凸台；

50、前壳；60、后壳。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以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。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

如图1-图9所示，本实施例提供储能电源，储能电源包括电池包20、逆变器10和外壳，电池包20和逆变器10均安装于外壳的内腔体中，外壳包括第一壳体30、第二壳体40、前壳50和后壳60，第一壳体30和第二壳体40相向设置并分别位于上侧和下侧，第一壳体30、第二壳体40、前壳50和后壳60共同围蔽形成内腔体。

进一步的，逆变器10包括高度不尽相同的多个发热元件，逆变器10与第一壳体30固定连接，第一壳体30的内侧设有高度不尽相同的多个导热支架31，导热支架31与第一壳体30均采用热的良导体材料制成，多个发热元件分别与对应高度的导热支架31导热连接，以通过第一壳体30向外散出热量。

具体而言，本实施例提供的储能电源将逆变器10直接固定于第一壳体30上，并在第一壳体30的内侧设置多个高度不尽相同的导热支架31，以导热连接逆变器10上的各个发热元件，使各个发热元件产生的热量经导热支架31传递至第一壳体30后散出。第一壳体30同时作为逆变器10的安装部件和散热部件，采用自然散热的形式将热量散出，结构紧凑，且通过多个导热支架31分别与发热元件导热连接的手段，大幅提高热量散出的效率，无需设置散热风扇，减少了零件的数量，简化装配步骤，减少噪音而提升用户体验，也无需预留风冷散热所需的对流风道，因此产品能够设置为密闭结构，更容易实现防水。

示例性的，如图1和图2所示，第一壳体30设置为开口朝下的“冂”字型结构，于顶部形成顶壁并于左右两侧形成侧壁，多个导热支架31均设于顶壁的下表面。第二壳体40设置为开口朝上的“凵”字型结构，于底部形成底壁并于左右两侧形成侧壁，第一壳体30与第二壳体40相向设置，前壳50连接于第一壳体30与第二壳体40的前端开口，后壳60连接于第一壳体30与第二壳体40的后端开口。

在本实施例中，第一壳体30的侧壁与第二壳体40的侧壁相互扣合，前壳50与第一壳体30和第二壳体40通过螺丝连接，后壳60与第一壳体30和第二壳体40通过螺丝连接，各个壳体之间的连接缝隙涂布防水胶，以实现密封防水。在其他实施例中，第一壳体30与第二壳体40也可以通过螺丝连接或者焊接，前壳50与后壳60也可以通过卡扣等结构安装。

示例性的，如图3-图5所示，逆变器10还包括PCB(Printed Circuit Board,印制线路板)13，多个发热元件均设于PCB13朝向导热支架31的一侧，发热元件包括第一发热元件11和第二发热元件12，其中，第一发热元件11为MOS，第二发热元件12为电感或变压器，第一发热元件11和第二发热元件12均焊接于PCB13上，第一发热元件11的高度与第二发热元件12的高度不等，因此多个导热支架31的高度也不尽相同，导热支架31的高度其对应的发热元件的高度之和等于第一壳体30的顶壁与PCB13之间的距离。

示例性的，如图3和图4所示，第一壳体30的顶壁内侧还设有多个安装支架32，安装支架32与PCB13通过螺丝锁附连接。

示例性的，第一壳体30采用铝合金、铜合金等金属材料制成，具有良好的导热性能。进一步的，第二壳体40、前壳50和后壳60均采用铝合金、铜合金等金属材料制成，使整体结构强度更高，可应对超低温工况。

示例性的，导热支架31与第一壳体30一体成型，使发热元件的热量能够直接传导到第一壳体30，避免因多层导热结构带来的接触热阻。在其他实施例中，导热支架31与第一壳体30也可以通过焊接连接。

示例性的，安装支架32与第一壳体30一体成型。

示例性的，如图3所示，发热元件压抵于对应高度的导热支架31。具体的，第一发热元件11和第二发热元件12的顶部均直接压抵于对应的导热支架31，以直接导出热量。

示例性的，如图3-图6所示，发热元件锁附于对应高度的导热支架31。在本实施例中，第一发热元件11锁附于导热支架31，具体地，第一发热元件11包括主体部111和引脚112，主体部111通过螺丝锁附于导热支架31，PCB13上对应第一发热元件11的位置设有安装让位孔131，供操作者穿过PCB13将第一发热元件11锁附于导热支架31，引脚112的一端沿平行于PCB13的板面方向连接主体部111，引脚112的另一端朝向PCB13弯折并连接PCB13，防止锁螺丝时第一发热元件11受应力作用而导致引脚112开裂。

示例性的，如图3-图6所示，同一导热支架31能够与多个第一发热元件11锁附连接，以提高结构的紧凑度。

示例性的，发热元件也可以通过卡扣等结构锁附连接于导热支架31。

示例性的，发热元件与导热支架31之间还涂覆有导热硅脂，从而填补空气间隙，进一步提高发热元件向导热支架31导出热量的效率，从而提高散热效果。

示例性的，如图1-图3所示，第一壳体30的外侧面设有与之一体成型的第一散热鳍片33，增加第一壳体30与外界的对流面积，进一步加强散热效果。

示例性的，如图2、图7-图9所示，电池包20与第二壳体40固定连接，具体地，电池包20包括多个子电芯模块21和模组支架组件，模组支架组件与第二壳体40固定连接，模组支架组件上设有多个沿水平方向贯穿的安装孔201，子电芯模块21一一对应穿设于安装孔201。

示例性的，如图2、图7-图9所示，模组支架组件包括第一模组支架22和第二模组支架23，第一模组支架22和第二模组支架23均通过螺丝锁紧于第二壳体40的底壁，第一模组支架22和第二模组支架23之间扣合连接，安装孔201贯穿第一模组支架22和第二模组支架23。

示例性的，如图2、图7-图9所示，第二壳体40的两个侧壁分别与多个子电芯模块21的两端导热连接。子电芯模块21可以是若干个并排设置的电芯，也可以是单个片状的电芯，子电芯模块21的两端分别设有由铜或铝制成的汇流排24，各个电芯的极柱通过汇流排24焊接成形成模组，子电芯模块21通过两端的汇流排24与第二壳体40的两个侧壁导热连接，由于第二壳体40采用热的良导体制成，子电芯模块21发出的热量能够经第二壳体40散出。

示例性的，如图1-图4所示，第一壳体30的侧壁向下延伸至电池包20的旁侧，部分子电芯模块21通过两端的汇流排24与第一壳体30的两个侧壁导热连接，使部分热量从子电芯模块21的部分热量经第一壳体30散出。

示例性的，如图3和图4所示，第一壳体30的两个侧壁的内侧均设有若干个第一内凸台34，第一内凸台34一方面辅助限定电池包20的安装位置，另一方面作为热量的传递结构与汇流排24导热连接。

示例性的，如图7-图9所示，第二壳体40的两个侧壁的内侧均设有若干个第二内凸台42，第一内凸台34二方面辅助限定电池包20的安装位置，另一方面作为热量的传递结构与汇流排24导热连接。

示例性的，如图2、图8和图9所示，储能电源还包括两个导热垫层25，两个导热垫层25分别设于电池包20与第二壳体40的两个侧壁以及第一壳体30的两个侧壁之间，导热垫层25与第二壳体40的侧壁过盈配合，子电芯模块21的端部与第二壳体40的侧壁之间以及第一壳体30的侧壁通过对应的导热垫层25导热连接，从而提导热效率。

在本实施例中，导热垫层25采用导热硅胶材料制成。

示例性的，如图7-图9所示，第二壳体40的外侧面设有与之一体成型的第二散热鳍片41，增加第二壳体40与外界的对流面积，进一步加强散热效果。

实施例二

在实施例一的基础上，本实施例提供另一种储能电源，其与实施例一的区别在于：

第二壳体的两个侧壁分别与多个子电芯模块的两端热隔离，且第一壳体的两个侧壁分别与多个子电芯模块的两端热隔离。在本实施例中，储能电源不包括导热垫层，储能电源包括两个绝热垫层，两个绝热垫层分别设于电池包与第二壳体的两个侧壁以及第一壳体的两个侧壁之间，子电芯模块的端部与第二壳体的侧壁之间通过绝热垫层热隔离。

具体而言，在子电芯模块本身发热量不高但容易受逆变器发热影响的储能电源中，绝热垫层的设置能够阻挡逆变器发出的热量经第一壳体和第二壳体传递至子电芯模块，提高储能电源的工作稳定性。

示例性的，绝热垫层采用绝热泡棉或有机硅发泡胶。

实施例三

在实施例二的基础上，本实施例提供另一种储能电源，其与实施例二的区别在于：

储能电源不包括绝热垫层，电池包与第二壳体的两个侧壁以及第一壳体的两个侧壁之间间隔设置，以减少逆变器发出的热量经第一壳体和第二壳体传递至子电芯模块，提高储能电源的工作稳定性。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

1.储能电源，包括电池包、逆变器和外壳，所述电池包和所述逆变器均安装于所述外壳的内腔体中，所述逆变器包括高度不尽相同的多个发热元件，其特征在于，所述外壳包括第一壳体，所述逆变器与所述第一壳体固定连接，所述第一壳体的内侧设有高度不尽相同的多个导热支架，多个所述发热元件分别与对应高度的所述导热支架导热连接，以通过所述第一壳体向外散出热量；

所述逆变器还包括PCB，所述发热元件包括MOS，所述MOS包括主体部和引脚，所述主体部通过螺丝锁附于所述导热支架，所述引脚的一端沿平行于所述PCB的板面方向连接所述主体部，所述引脚的另一端朝向所述PCB弯折并连接所述PCB；

所述外壳还包括第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体围合形成所述内腔体，所述电池包与所述第二壳体固定连接；

所述电池包包括多个子电芯模块和模组支架组件，所述模组支架组件与所述第二壳体固定连接，所述模组支架组件上设有多个贯穿设置的安装孔，所述子电芯模块一一对应穿设于所述安装孔；多个所述安装孔均沿水平方向贯穿设置，所述第二壳体设置为开口朝上的“凵”字型结构；

所述第二壳体的两个侧壁分别与多个所述子电芯模块的两端导热连接；所述储能电源还包括导热垫层，所述导热垫层设于所述电池包与所述第二壳体之间，所述子电芯模块的端部与所述第二壳体的侧壁之间通过所述导热垫层导热连接；或者

所述第二壳体的两个侧壁分别与多个所述子电芯模块的两端热隔离；所述储能电源还包括绝热垫层，所述绝热垫层设于所述电池包与所述第二壳体之间，所述子电芯模块的端部与所述第二壳体的侧壁之间通过所述绝热垫层热隔离。

2.根据权利要求1所述的储能电源，其特征在于，所述发热元件压抵于对应高度的所述导热支架；和/或

所述发热元件锁附于对应高度的所述导热支架。

3.根据权利要求2所述的储能电源，其特征在于，多个所述发热元件均设于所述PCB朝向所述导热支架的一侧。

4.根据权利要求1所述的储能电源，其特征在于，所述第一壳体设置为开口朝下的“冂”字型结构，所述第一壳体与所述第二壳体相向设置并连接，且所述第一壳体的侧壁向下延伸至所述电池包的旁侧。

5.根据权利要求1-4任一项所述的储能电源，其特征在于，所述导热支架与所述第一壳体一体成型或者通过焊接连接。

6.根据权利要求1-4任一项所述的储能电源，其特征在于，所述第一壳体采用金属材料制成；和/或

所述第一壳体的外侧面设有与之一体成型的第一散热鳍片。