CN117996315B - 一种储能电池包结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池技术领域，具体公开了一种储能电池包结构，包括电池包本体、正极连接组件以及负极连接器插座，电池包本体包括箱体、设于箱体内的电芯模组和设于电芯模组端部的模组端板，模组端板上设有电芯正极汇流连接片，电芯模组的正极与电芯正极汇流连接片电连接，箱体的侧壁上设有过线孔；正极连接组件包括动力线缆，动力线缆的一端设有负极动力连接器，另一端通过过线孔伸入箱体的内部并与电芯正极汇流连接片电连接；负极连接器插座与负极动力连接器相适配，负极连接器插座与电芯模组的负极电连接。本发明能够减少包体间动力连接的零部件数量，减少高压连接器使用数量，具有简化产品安装动作、提高动力连接可靠性、降低成本等优点。

Description

一种储能电池包结构

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种储能电池包结构。

背景技术

目前，储能的电池包系列产品为了提供足够的电压、功率和能量，需要将多个具备相同容量、电压平台的电芯通过串联或并联连接形成模组。电芯模组通过汇流排连接到连接器底座上，再通过连接器线端插头、EV铜电线缆将电池包及其他高压回路组件完整连接。动力连接完整可靠才能保证整个储能系统正常运行，进行充、放电，包体间的动力连接要从多个维度考量设计。然而，现有技术中，每个电池包的正、负极需使用两组连接器，成本高昂，还降低电池包的密封可靠性，若连接器密封失效会导致电池包防护等级下降，电池包有进水产生漏电风险；另外，正、负极都使用连接器导致高压回路中串联组件增多，接触电阻增大，发热多失效风险越大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何减少包体间动力连接的零部件数量，减少高压连接器使用数量，提高动力连接可靠性，降低成本。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种储能电池包结构，包括：

电池包本体，所述电池包本体包括箱体、设于所述箱体内的电芯模组和设于所述电芯模组端部的模组端板，所述模组端板上设有电芯正极汇流连接片，所述电芯模组的正极与所述电芯正极汇流连接片电连接，所述箱体的侧壁上设有过线孔；

正极连接组件，所述正极连接组件包括动力线缆，所述动力线缆的一端设有负极动力连接器，另一端通过所述过线孔伸入所述箱体的内部并与所述电芯正极汇流连接片电连接；以及

负极连接器插座，所述负极连接器插座与所述负极动力连接器相适配，所述负极连接器插座与所述电芯模组的负极电连接。

进一步优选地，所述模组端板上设有绝缘固定支架，所述电芯正极汇流连接片固定于所述绝缘固定支架上。

进一步优选地，所述动力线缆伸入所述箱体内部的一端设有铜排，所述铜排与所述电芯正极汇流连接片通过固定螺栓连接。

进一步优选地，所述铜排的最大宽度小于所述过线孔的直径。

进一步优选地，所述正极连接组件还包括密封单元，所述密封单元套接于所述动力线缆上，且所述密封单元对应所述过线孔安装。

进一步优选地，所述密封单元包括：

防水堵头，所述防水堵头套接于所述动力线缆上且置于所述箱体的外侧；

固定螺母，所述固定螺母设于所述箱体内侧，用于与所述防水堵头的一端螺纹连接；以及

锁紧压头，所述锁紧压头设于所述箱体外侧，用于与所述防水堵头的另一端螺纹连接。

进一步优选地，所述防水堵头包括套接于所述动力线缆上的主体部以及分别设于所述主体部两端的第一螺纹部和第二螺纹部，所述第一螺纹部通过所述过线孔伸入所述箱体内侧并与所述固定螺母螺纹连接，所述锁紧压头与所述第二螺纹部螺纹连接。

进一步优选地，所述主体部的最大宽度大于所述过线孔的直径，所述第一螺纹部和第二螺纹部的直径小于所述过线孔的直径。

进一步优选地，所述密封单元还包括密封圈，所述密封圈套接于所述动力线缆上，且所述密封圈置于所述箱体的外壁和所述主体部之间。

进一步优选地，所述密封单元还包括：

线束密封硅胶管，所述线束密封硅胶管套接于所述动力线缆上，且所述线束密封硅胶管的一端伸入所述第二螺纹部的内侧，所述线束密封硅胶管的另一端置于所述第二螺纹部的外侧并形成环形缺口；以及

线束密封硅胶环，所述线束密封硅胶环套接于所述动力线缆上且置于所述环形缺口内，当所述锁紧压头与所述第二螺纹部螺纹连接后，所述线束密封硅胶环与所述线束密封硅胶管过盈连接。

本发明提供的一种储能电池包结构与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明通过在电池包本体上集成正极连接组件和负极连接器插座，且动力线缆的一端设有负极动力连接器，其能够与负极连接器插座适配，当多个储能电池包结构串联时，可直接将一个储能电池包结构的负极动力连接器与另一储能电池包结构的负极连接器插座连接即可实现两个储能电池包结构的串联，不需要在正、负极同时布置连接器，本发明能够减少包体间动力连接的零部件数量，减少高压连接器使用数量，且利用负极动力连接器直接与负极连接器插座连接，具有简化产品安装动作、提高动力连接可靠性、降低成本等优点。

附图说明

图1是本发明所述一种储能电池包结构的结构示意图。

图2是本发明所述一种储能电池包结构的内部示意图。

图3是本发明所述正极连接组件、电芯正极汇流连接片以及模组端板的装配图。

图4是本发明所述正极连接组件与箱体的装配示意图。

图5是本发明所述正极连接组件与电芯正极汇流连接片的连接图。

图6是本发明所述密封单元的结构示意图。

图7是本发明所述密封单元的爆炸图。

图8是本发明所述密封单元与箱体装配后的剖视图。

图9是本发明多个所述储能电池包结构串联后的示意图。

图中：

100、储能电池包结构；

110、电池包本体；111、箱体；1111、过线孔；112、电芯模组；113、模组端板；1131、绝缘固定支架；1132、电芯正极汇流连接片；1133、固定螺栓；

120、正极连接组件；121、动力线缆；122、负极动力连接器；123、铜排；124、密封单元；1241、防水堵头；1241a、主体部；1241b、第一螺纹部；1241c、第二螺纹部；1242、固定螺母；1243、密封圈；1244、锁紧压头；1245、线束密封硅胶管；1246、线束密封硅胶环；

130、负极连接器插座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“之间”、“靠近”、“远离”、“一侧/端”、“另一侧/端”、“平行”、“垂直”、“端部”、“侧壁”、“相对”、“水平”、“边缘”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发明和简化描述，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发明的限制。

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。在本发明的描述中，“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。

此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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“上”或“下”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，当元件被称为“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。当一个元件被认为是“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。本文所使用的术语“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。

如图1所示，本实施例提供一种储能电池包结构100，其包括电池包本体110以及集成于电池包本体110上的正极连接组件120和负极连接器插座130，该储能电池包结构100不需要在正、负极同时布置连接器，减少包体间动力连接的零部件数量，降低成本。

在具体实施方式中，如图2-图5所示，电池包本体110包括箱体111、设于箱体111内的电芯模组112和设于电芯模组112端部的模组端板113，模组端板113上设有电芯正极汇流连接片1132，电芯模组112的正极与电芯正极汇流连接片1132电连接，箱体111的侧壁上设有过线孔1111。

在具体实施方式中，如图2-图5所示，正极连接组件120包括动力线缆121，动力线缆121的一端设有负极动力连接器122，另一端通过过线孔1111伸入箱体111的内部并与电芯正极汇流连接片1132电连接；负极连接器插座130与负极动力连接器122相适配，负极连接器插座130与电芯模组112的负极电连接；以此，通过在电池包本体110上集成正极连接组件120和负极连接器插座130，且动力线缆121的一端设有负极动力连接器122，其能够与负极连接器插座130适配，当多个储能电池包结构100串联时，可直接将一个储能电池包结构100的负极动力连接器122与另一储能电池包结构100的负极连接器插座130连接，依次叠加可实现多个储能电池包结构100的高压回路动力串联，如图9所示，不需要在正、负极同时布置连接器，本发明能够减少包体间动力连接的零部件数量，减少高压连接器使用数量，且利用负极动力连接器122直接与负极连接器插座130连接，具有简化产品安装动作、提高动力连接可靠性、降低成本等优点。

在一些实施方式中，请继续参照图3和图5，为保证动力线缆121与电芯正极汇流连接片1132的稳定连接，为此，在动力线缆121伸入箱体111内部的一端设有铜排123，其中，铜排123与电芯正极汇流连接片1132电性连接。

在其他实施方式中，为保证动力线缆121的拆装以及更换，为此，铜排123与电芯正极汇流连接片1132通过固定螺栓1133连接，拆装简便，灵活性和可操作性强。

在一些实施方式中，请参照图3和图5，设置模组端板113一方面可以对箱体111内的电芯模组112进行固定，另一方面，模组端板113上设有绝缘固定支架1132，电芯正极汇流连接片1132固定于绝缘固定支架1132上，通过设置绝缘固定支架1132能够保证电芯正极汇流连接片1132与铜排的稳定连接，避免出现线路干扰而出现短路等问题。

在其他实施方式中，铜排123的最大宽度小于过线孔1111的直径，以保证铜排123的一端能够轻松穿过过线孔1111伸入箱体111的内部，提高安装效率，简化产品安装动作。

在一些实施方式中，请结合图4和图5来理解，由于过线孔1111的设置使得箱体111处于非密封状态，因此当动力线缆121穿过过线孔1111后，仍需要对过线孔1111的位置进行密封，为此，正极连接组件120还包括密封单元124，密封单元124套接于动力线缆121上，且密封单元124对应过线孔1111安装，在动力线缆121上布置密封单元124，既能够保持电池包的密封性，又能减少包体间动力连接的零部件数量。

在上述实施方式中，动力线缆121包括缆芯和用于包裹缆芯的绝缘皮，密封单元124一方面是将箱体111侧壁的过线孔1111密封，另一方面是与用于包裹缆芯的绝缘皮实现密封，在保证动力线缆121过流性能和绝缘性能的前提下，通过双重密封能够提高该电池包的密封可靠性，使得电池包达到防水、防尘的效果，有效避免连接器密封失效而导致的电池包防护等级下降以及电池包有进水产生漏电风险的问题。

在上述实施方式中，铜排123与缆芯连接，可以是压合连接或焊接。

在一些实施方式中，如图6-图8所示，密封单元124包括防水堵头1241、固定螺母1242和锁紧压头1244，其中，防水堵头1241套接于动力线缆121上且置于箱体111的外侧；固定螺母1242设于箱体111内侧，用于与防水堵头1241的一端螺纹连接；锁紧压头1244设于箱体111外侧，用于与防水堵头1241的另一端螺纹连接；通过固定螺母1242和锁紧压头1244即可将防水堵头1241密封固定在过线孔1111上，从而对过线孔1111起到密封的效果。

在上述实施方式中，防水堵头1241包括套接于动力线缆121上的主体部1241a以及分别设于主体部1241a两端的第一螺纹部1241b和第二螺纹部1241c，第一螺纹部1241b通过过线孔1111伸入箱体111内侧并与固定螺母1242螺纹连接，当固定螺母1242与第一螺纹部1241b旋紧后，主体部1241a与箱体111的外壁贴合，从而密封过线孔1111，确保电池包的防护等级以及避免电池包有进水产生漏电的风险。

在一些实施方式中，为进一步提升防水堵头1241与过线孔1111的密封性能，为此，在箱体111的外壁和主体部1241a之间还设有密封圈1243，密封圈1243套接于动力线缆121上，当固定螺母1242与第一螺纹部1241b旋紧后，利用密封圈1243的弹性形变来提升过线孔1111的密封效果。

在上述实施方式中，为保证主体部1241a与密封圈1243贴合后能够对过线孔1111起到密封的作用，为此，限定主体部1241a的最大宽度大于过线孔1111的直径，第一螺纹部1241b和第二螺纹部1241c的直径小于过线孔1111的直径，以此，第一螺纹部1241b能够通过过线孔1111伸入箱体111内部，而主体部1241a能够通过密封圈1243与箱体111外壁贴合，密封圈1243受压产生形变，主体部1241a与密封圈1243的接触面积增加，从而提升密封效果。

在一些实施方式中，锁紧压头1244与第二螺纹部1241c螺纹连接，锁紧压头1244的作用是实现防水堵头1241与动力线缆121之间的密封，确保防水堵头1241与动力线缆121之间密封能够达到防水、防尘的效果。

在一些实施方式中，密封单元124还包括线束密封硅胶管1245，线束密封硅胶管1245套接于动力线缆121上，且线束密封硅胶管1245的一端伸入第二螺纹部1241c的内侧；以此，在锁紧压头1244与第二螺纹部1241c旋紧的过程中，线束密封硅胶管1245受压产生形变，从而抱紧用于包裹缆芯的绝缘皮，使得防水堵头1241与动力线缆121之间形成密封作用，结合密封圈1243能够实现双重密封作用，有效保证该电池包的密封性。

在其他实施方式中，为进一步提升防水堵头1241与动力线缆121的密封效果，为此，线束密封硅胶管1245的另一端置于第二螺纹部1241c的外侧并形成环形缺口，密封单元124还包括线束密封硅胶环1246，线束密封硅胶环1246套接于动力线缆121上且置于环形缺口内，当锁紧压头1244与第二螺纹部1241c螺纹连接后，线束密封硅胶环1246与线束密封硅胶管1245过盈连接；以此，在锁紧压头1244与第二螺纹部1241c旋紧的过程中，锁紧压头1244的内壁挤压线束密封硅胶管1245的环形缺口处，使得线束密封硅胶环1246与线束密封硅胶管1245过盈连接，从而保证线束密封硅胶环1246抱紧动力线缆121的外壁实现密封作用。

在一些实施方式中，防水堵头1241、固定螺母1242和锁紧压头1244通过螺纹安装连接，既能够有效实现密封效果，又有利于拆装，在保持电池包密封性的前提下，能够减少包体间动力连接的零部件数量，减少高压连接器使用数量，具有简化产品安装动作、提高动力连接可靠性、降低成本等优点。

综上，本发明实施例提供一种储能电池包结构，其通过在电池包本体110上集成正极连接组件120和负极连接器插座130，且动力线缆121的一端设有负极动力连接器122，其能够与负极连接器插座130适配，当多个储能电池包结构100串联时，可直接将一个储能电池包结构100的负极动力连接器122与另一储能电池包结构100的负极连接器插座130连接即可实现两个储能电池包结构100的串联，不需要在正、负极同时布置连接器，本发明能够减少包体间动力连接的零部件数量，减少高压连接器使用数量，且利用负极动力连接器122直接与负极连接器插座130连接，具有简化产品安装动作、提高动力连接可靠性、降低成本等优点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述优选实施方式的细节，应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种储能电池包结构，其特征在于，包括：

电池包本体，所述电池包本体包括箱体、设于所述箱体内的电芯模组和设于所述电芯模组端部的模组端板，所述模组端板上设有电芯正极汇流连接片，所述电芯模组的正极与所述电芯正极汇流连接片电连接，所述箱体的侧壁上设有过线孔；

正极连接组件，所述正极连接组件包括动力线缆，所述动力线缆的一端设有负极动力连接器，另一端通过所述过线孔伸入所述箱体的内部并与所述电芯正极汇流连接片电连接，所述正极连接组件还包括密封单元，所述密封单元套接于所述动力线缆上，且所述密封单元对应所述过线孔安装；以及

负极连接器插座，所述负极连接器插座与所述负极动力连接器相适配，所述负极连接器插座与所述电芯模组的负极电连接；

所述动力线缆伸入所述箱体内部的一端设有铜排，所述铜排与所述电芯正极汇流连接片通过固定螺栓连接；

所述铜排的最大宽度小于所述过线孔的直径。

2.根据权利要求1所述的一种储能电池包结构，其特征在于，所述模组端板上设有绝缘固定支架，所述电芯正极汇流连接片固定于所述绝缘固定支架上。

3.根据权利要求1所述的一种储能电池包结构，其特征在于，所述密封单元包括：

防水堵头，所述防水堵头套接于所述动力线缆上且置于所述箱体的外侧；

固定螺母，所述固定螺母设于所述箱体内侧，用于与所述防水堵头的一端螺纹连接；以及

锁紧压头，所述锁紧压头设于所述箱体外侧，用于与所述防水堵头的另一端螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的一种储能电池包结构，其特征在于，所述防水堵头包括套接于所述动力线缆上的主体部以及分别设于所述主体部两端的第一螺纹部和第二螺纹部，所述第一螺纹部通过所述过线孔伸入所述箱体内侧并与所述固定螺母螺纹连接，所述锁紧压头与所述第二螺纹部螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的一种储能电池包结构，其特征在于，所述主体部的最大宽度大于所述过线孔的直径，所述第一螺纹部和第二螺纹部的直径小于所述过线孔的直径。

6.根据权利要求4所述的一种储能电池包结构，其特征在于，所述密封单元还包括密封圈，所述密封圈套接于所述动力线缆上，且所述密封圈置于所述箱体的外壁和所述主体部之间。

7.根据权利要求4所述的一种储能电池包结构，其特征在于，所述密封单元还包括：

线束密封硅胶管，所述线束密封硅胶管套接于所述动力线缆上，且所述线束密封硅胶管的一端伸入所述第二螺纹部的内侧，所述线束密封硅胶管的另一端置于所述第二螺纹部的外侧并形成环形缺口；以及

线束密封硅胶环，所述线束密封硅胶环套接于所述动力线缆上且置于所述环形缺口内，当所述锁紧压头与所述第二螺纹部螺纹连接后，所述线束密封硅胶环与所述线束密封硅胶管过盈连接。