CN206040762U - 一种电池箱及其电池模块和电池模块夹具 - Google Patents

一种电池箱及其电池模块和电池模块夹具 Download PDF

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薛利峰
郭盛昌
高万兵
臧思佳
杨晓森
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Abstract

本实用新型涉及一种电池箱及其电池模块和电池模块夹具。该电池箱包括箱体和设于箱体内的电池模块，电池模块包括电池模块夹具和多个沿前后方向并列布置的电池单体，电池模块夹具包括左右间隔设置的左、右挡板和前后间隔设置的前、后端板，左挡板、右挡板、前端板和后端板围成用于各电池单体沿前后方向并列布置的放置槽，前、后端板之间的间距可调整，模块壳体还包括在前、后端板之间的间距调整之后对前、后端板进行固定的调节固定结构。前、后端板之间的距离调整适应电池组因制造误差产生的厚度变动量，方便将由电池单体组成电池组顺利安装于放置槽内，即使电池略微鼓胀之后仍可安装。

Description

一种电池箱及其电池模块和电池模块夹具
技术领域
本实用新型属于电力储能技术领域，具体涉及一种电池箱及其电池模块和电池模块夹具。
背景技术
随着传统能源的日益匮乏和自然环境的日益恶化，新能源技术飞速发展。但是，以风能和太阳能为基础的新能源发电会受到季节、气象和地域条件的影响，具有明显的不连续性、不稳定性，发出的电力波动较大，可调性较差。目前，可再生电源发电的大规模电网接入是制约新能源发展的瓶颈。配套大规模高效储能装置，可以解决发电与用电的时差矛盾及间歇式可再生能源发电直接并网对电网冲击，调节电能品质。
电池插箱是一种被广泛使用的储能装置。授权公告号为CN 203850357 U，名称为储能电池组及使用该电池组的电池箱的中国专利公开了一种电池箱，包括箱体，箱体内设有储能电池组（相当于电池模块），储能电池组包括两个以上的沿前后方向并列布置的电池单体，电池箱包括左右设置的左、右挡板和前后设置的前、后端板，左、右挡板和前、后端板围成用于各电池单体沿前后方向并列装入的放置槽，通过左挡板、右挡板、前端板和后端板实现对各电池单体的固定，前端板和后端板均与左、右挡板相固定在一起且前端板和后端板之间的距离不可调整，通常各电池单体的厚度会存在制造误差，由于多个电池单体的厚度误差的累积，由多个电池单体并列设置形成的电池组的厚度于预先设计的厚度存在较大的误差，在电池组的厚度较大时将难以将电池组顺利安装在放置槽内，在电池组的厚度较小时电池组与前后端板之间会在前后方向存在较大间隙，间隙中需要装入较厚的橡胶垫以保证电池组的固定牢靠。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电池模块以解决电池组因电池单体的厚度误差不能匹配安装于前、后端板之间的技术问题。本实用新型的目的还在于提供一种电池模块夹具和电池箱。
本实用新型中电池模块夹具的技术方案是：一种电池模块夹具，包括左右间隔设置的左、右挡板和前后间隔设置的前、后端板，左挡板、右挡板、前端板和后端板围成用于各电池单体沿前后方向并列布置的放置槽，其特征在于：前、后端板之间的间距可调整，模块壳体还包括在前、后端板之间的间距调整之后对前、后端板进行固定的调节固定结构。
前、后端板中至少一个包括板厚沿左右方向延伸的且用于与对应挡板相连接的第一连接边，调节固定结构包括设于第一连接边上的第一螺钉穿孔、设于对应挡板上的第二螺钉穿孔及穿设于第一、第二螺钉穿孔的挡板固定螺钉，第一螺钉穿孔和/或第二螺钉穿孔为长度沿前后方向延伸的长孔。
前、后端板中至少一个包括与板厚沿左右方向延伸的且用于与对应挡板相连接的第一连接边，调节固定结构包括设于第一连接边上的第一螺钉穿孔、设于对应挡板上的第二螺钉穿孔及穿设于第一、第二螺钉穿孔的挡板固定螺钉，第一螺钉穿孔沿前后方向间隔设置多个和/或第二螺钉穿孔沿前后方向间隔设置多个。
模块壳体还包括长度沿前后方向延伸的用于将各电池单体的正、负极隔开的绝缘隔板，绝缘隔板位于放置槽的槽口处，绝缘隔板的前后两端分别与前端板、后端板可拆连接。
本实用新型中电池模块的技术方案是：一种电池模块，包括电池模块夹具和多个沿前后方向并列布置的电池单体，电池模块夹具包括左右间隔设置的左、右挡板和前后间隔设置的前、后端板，左挡板、右挡板、前端板和后端板围成用于各电池单体沿前后方向并列布置的放置槽，其特征在于：前、后端板之间的间距可调整，模块壳体还包括在前、后端板之间的间距调整之后对前、后端板进行固定的调节固定结构。
前、后端板中至少一个包括板厚沿左右方向延伸的且用于与对应挡板相连接的第一连接边，调节固定结构包括设于第一连接边上的第一螺钉穿孔、设于对应挡板上的第二螺钉穿孔及穿设于第一、第二螺钉穿孔的挡板固定螺钉，第一螺钉穿孔和/或第二螺钉穿孔为长度沿前后方向延伸的长孔。
前、后端板中至少一个包括与板厚沿左右方向延伸的且用于与对应挡板相连接的第一连接边，调节固定结构包括设于第一连接边上的第一螺钉穿孔、设于对应挡板上的第二螺钉穿孔及穿设于第一、第二螺钉穿孔的挡板固定螺钉，第一螺钉穿孔沿前后方向间隔设置多个和/或第二螺钉穿孔沿前后方向间隔设置多个。
电池单体的正、负极左右设置，电池模块夹具还包括长度沿前后方向延伸的用于将各电池单体的正、负极隔开的绝缘隔板，绝缘隔板位于放置槽的槽口处，绝缘隔板的前后两端分别与前端板、后端板可拆连接，各电池单体通过位于绝缘隔板左右两侧的导电排实现串并联。
绝缘隔板的前后两端均设有用于与前端板、后端板相连接的隔板连接板，隔板连接板包括用于通过隔板连接结构与绝缘隔板相连接的隔板连接边和用于与对应端板相连接的端板连接边，隔板连接板中至少一个相对绝缘隔板在前后方向上可调整。
本实用新型中电池箱的技术方案是：一种电池箱，包括箱体和设于箱体内的电池模块，电池模块包括电池模块夹具和多个沿前后方向并列布置的电池单体，电池模块夹具包括左右间隔设置的左、右挡板和前后间隔设置的前、后端板，左挡板、右挡板、前端板和后端板围成用于各电池单体沿前后方向并列布置的放置槽，其特征在于：前、后端板之间的间距可调整，模块壳体还包括在前、后端板之间的间距调整之后对前、后端板进行固定的调节固定结构。
前、后端板中至少一个包括板厚沿左右方向延伸的且用于与对应挡板相连接的第一连接边，调节固定结构包括设于第一连接边上的第一螺钉穿孔、设于对应挡板上的第二螺钉穿孔及穿设于第一、第二螺钉穿孔的挡板固定螺钉，第一螺钉穿孔和/或第二螺钉穿孔为长度沿前后方向延伸的长孔。
前、后端板中至少一个包括与板厚沿左右方向延伸的且用于与对应挡板相连接的第一连接边，调节固定结构包括设于第一连接边上的第一螺钉穿孔、设于对应挡板上的第二螺钉穿孔及穿设于第一、第二螺钉穿孔的挡板固定螺钉，第一螺钉穿孔沿前后方向间隔设置多个和/或第二螺钉穿孔沿前后方向间隔设置多个。
电池单体的正、负极左右设置，电池模块夹具还包括长度沿前后方向延伸的用于将各电池单体的正、负极隔开的绝缘隔板，绝缘隔板位于放置槽的槽口处，绝缘隔板的前后两端分别与前端板、后端板可拆连接，各电池单体通过位于绝缘隔板左右两侧的导电排实现串并联。
绝缘隔板的前后两端均设有用于与前端板、后端板相连接的隔板连接板，隔板连接板包括用于通过隔板连接结构与绝缘隔板相连接的隔板连接边和用于与对应端板相连接的端板连接边，隔板连接板中至少一个相对绝缘隔板在前后方向上可调整。
本实用新型的有益效果是：电池模块包括模块壳体和多个沿前后方向并列布置的电池单体，电池模块夹具包括左、右挡板和前、后端板，左、右挡板和前、后端板围成用于各电池单体沿前后方向并列装入的放置槽，前、后端板之间的间距可调整，前、后端板之间的间距调整之后通过调节固定结构固定，前、后端板之间的距离调整适应电池单体因制造误差产生的厚度变动量，方便将由电池单体组成的电池组顺利安装于放置槽内，即使电池略微鼓胀之后仍可安装。
附图说明
图1为本实用新型中电池箱的实施例的结构示意图；
图2为本实用新型中电池箱的实施例的爆炸图；
图3为本实用新型中电池箱的实施例中箱体的结构示意图；
图4为本实用新型中电池箱的实施例中电池模块的结构示意图；
图5为本实用新型中电池箱的实施例中电池模块的绝缘隔板、隔板连接板相连接的结构示意图；
图6为本实用新型中电池箱的实施例中电池模块的前端板的结构示意图。
图中：1、箱体；2、电池模块；3、电池单体；4、电池组；5、左挡板；6、右挡板；7、前端板；8、后端板；9、端板本体；10、第一连接边；11、第一螺钉穿孔；12、挡板固定螺钉；13、调整垫；14、绝缘隔板；15、导电排；16、连接板固定螺钉；17、隔板连接板；171、端板连接边；172、端板连接边螺钉穿孔；173、隔板连接边；18、端板上连接边；19、把手；20、螺柱；21、前上横梁；22、后上横梁；23左上纵梁；24、右上纵梁；25、前下横梁；26、后下横梁；27、左下纵梁；28、右下纵梁；29、下支撑横梁；30、前面板框架；31、调整梁；32、耳板；33、前上面板；34、前下面板；35、动力接口；36、通信接口；37、管理系统从控组件；38、第一电池模块螺钉穿孔；39、第二电池模块螺钉穿孔；40、右竖梁；41、左竖梁；42、右顶紧螺钉；43、左顶紧螺钉；44、第一前螺钉穿孔；45、固定器；46、极柱螺栓；47、电池模块固定螺钉。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。
本实用新型的电池箱的具体实施例，如图1至图6所示。电池箱为电池插箱，应用于储能机柜中。电池箱包括箱体1和设于箱体1内的两个电池模块2。
电池模块2包括电池模块夹具和多个电池单体3，多个电池单体3沿前后方向并列设置组成的电池组4，电池单体的正、负极左右设置。电池模块夹具包括夹具体，夹具体包括左右间隔设置的左挡板5、右挡板6和前后间隔设置的前端板7、后端板8，左挡板5、右挡板6、前端板7和后端板8围成用于各电池单体沿前后方向并列布置的放置槽。前、后端板之间的距离可调整，电池模块夹具还包括在前、后端板之间的距离调整之后对前、后端板进行固定的调节固定结构，前、后端板均包括板厚沿前后方向延伸的端板本体9和设于端板本体9两端的板厚沿左右方向延伸的两个第一连接边10，两个第一连接边10分别与对应挡板相连接，也就是位于左端的第一连接边与左挡板相对应，位于右端的第一连接边10与右挡板相对应。调整固定结构包括设于第一连接边10上的第一螺钉穿孔11、设于对应挡板上的第二螺钉穿孔及穿设于第一、第二螺钉穿孔的挡板固定螺钉12，第一螺钉穿孔11和/或第二螺钉穿孔为长度沿前后方向延伸的长孔。前、后端板与电池组的对应侧之间均设有调整垫13，调整垫13为橡胶垫，调整垫13的数量根据电池组安装之后电池组与前、后端板之间的间隙选取。通过长孔可调整前后端板之间的距离，可以确保电池单体略微鼓胀后仍可安装，调整垫13作为调整元件，确保电池组的顺利安装。
端板本体9的远离电池组一侧的板面的上端连接有端板上连接边18，端板上连接边18上通过把手固定螺钉固定有把手19，方便搬运。端板本体9的远离电池组一侧的板面的上端设有轴线沿前后方向延伸的螺柱20。
电池模块夹具还包括长度沿前后方向延伸的用于将各电池单体的正、负极隔开的绝缘隔板14，绝缘隔板14位于放置槽的槽口处而且也为位于槽口在左右方向上的中部。各电池单体通过位于绝缘隔板左右两侧的导电排实现串并联，导电排为铜排，导电排通过极柱螺栓46实现导电排与电池单体的连接。绝缘隔板14的前后两端均设有用于与前端板7、后端板8相连接的隔板连接板17，隔板连接板17包括用于与绝缘隔板14相连接的隔板连接边173和用于与对应端板相连接的端板连接边171，隔板连接边173与端板连接边171相连形成L形结构，两个隔板连接板17中位于右侧的隔板连接板17可相对绝缘隔板14在前后方向调整并在调整之后通过隔板连接结构与绝缘隔板14相固定。隔板连接结构包括设于隔板连接边173上的隔板连接边螺钉穿孔、设于绝缘隔板14上的绝缘隔板螺钉穿孔和穿设于隔板连接边螺钉穿孔、绝缘隔板螺钉穿孔的连接板固定螺钉16，隔板连接边螺钉穿孔、绝缘隔板螺钉穿孔中至少一个为长度沿前后方向延伸的长孔。端板连接边171上设有轴线沿前后方向延伸的端板连接边螺钉穿孔172，螺柱20穿设于端板连接边螺钉穿孔172，通过螺柱20和设于螺柱20上的螺母实现隔板连接板17与对应端板的连接。在安装时，先安装绝缘隔板14，再安装导电排15时，这样可避免导电排15因在安装时发生旋转而与电池的另一极直接连接而造成短路事故；在拆卸时，先拆卸导电排，拆卸导电排时由于绝缘隔板的存在，导电排也不会与电池的另一极直接连接而造成短路事故。
箱体1采用开架式结构，采用冷轧钢板折弯焊接而成，其截面形状为C型，抗弯刚度大，承载能力强。箱体1采用自然散热方式冷却，结构简单。当电池组放倍率较低时，箱体1的开架式结构就能满足自然散热要求；当电池组放电倍率较高时，可以放置电池插箱的柜体顶部安装风机，利用风机给电池插箱降温。箱体1包括上下对应设置的上梁组件和下梁组件及连接于上、下梁组件之间的竖梁，上梁组件包括前后设置的前上横梁21、后上横梁22和左右设置的左上纵梁23、右上纵梁24，下梁组件包括前后设置的前下横梁25、后下横梁26和左右设置的左下纵梁27、右下纵梁28，箱体1还包括连接于左下纵梁27、右下纵梁28之间的用于支撑电池组的下支撑横梁29，上梁组件、下梁组件、竖梁及下支撑横梁构成开口向上的框架式结构。前上横梁21和前下横梁25的前侧设有前面板框架30，前面板框架30与前上横梁21之间连接有调整梁31。前面板框架30的左、右两侧连接有耳板32。前面板框架30的前侧通过螺钉固定有前面板，前面板包括前上面板33和前下面板34，前上面板33上通过动力接口固定螺钉连接有动力接口35，通过通信接口固定螺钉连接有通信接口36。箱体1上于前面板的后部通过从控固定螺钉连接有管理系统从控组件37。
电池模块通过电池模块固定结构固定于箱体1内。前上横梁和后下横梁上均设有轴线沿上下方延伸的第一电池模块螺钉穿孔38，端板上连接边上设有轴线沿上下方向延伸的第二电池模块螺钉穿孔39，电池模块固定结构包括第一电池模块螺钉穿孔38、第二电池模块螺钉穿孔39和穿设于第一、第二电池模块螺钉穿孔的电池模块固定螺钉47，竖梁包括连接于右上纵梁24与右下纵梁28之间且对应于右电池挡板6的右竖梁40和连接于左上纵梁23与左下纵梁27之间且对应于左电池挡板5的左竖梁41，右竖梁40上设有用于沿左右方向顶设在右电池挡板的板面上的右顶紧螺钉42，左竖梁上设有用于沿左右方向顶设在左电池挡板上的左顶紧螺钉43，电池模块固定结构还包括右顶紧螺钉42和左顶紧螺钉43，通过右顶紧螺钉和左顶紧螺钉使电池模块更可靠牢固地固定在箱体内。
在使用时，电池箱通过电池箱固定结构固定于储能机柜的柜体内，电池箱固定结构包括设于箱体前侧的前固定结构和设于箱体后侧的后固定结构。前固定结构包括设于耳板32上的第一前螺钉穿孔44，通过穿设于第一前螺钉穿孔和柜体上对应的第二前螺钉穿孔内的前螺钉实现箱体的前端与柜体的固定。箱体的后端通过沉头螺钉连接有固定器，后固定结构包括固定器45，通过固定器45实现箱体的后端与机柜的固定。
本实用新型提出了将电池单体成组成电池组，再将电池组、管理系统从控与动力接口、通信接口等接插件集成在电池插箱中行处储能基本单元的集成思路，有利于储能系统的搭建，同时对储能系统标准化、系列化也具有重要意义。
电池箱利用通过位于前部的第一前螺钉穿孔及位于电池插箱后部的固定器与储能机柜的柜体连接固定，安装方便，操作简单；前面板可以拆卸，前面板后部安装有BMS从控系统，BMS从控系统与箱体采用螺钉连接，检修拆装方面；前面板上安装有动力接口和通信接口，方便电池插箱之间的通信线和动力线连接。电池模块包括电池单体、挡板、导电排、绝缘隔板等，具有较好的互换性，集成工艺简单，同时具备防短路功能。由于前后端板上安装有把手，方便模块搬运及安装。
在本实施例中，前、后端板均包括两个第一连接边10，也就是说前、后端板之间的间距调整是可通过前端板、后端板分别在前后方向移动以实现间距调整，在其他实施例中前、后端板中的一个端板包括板厚沿左右方向延伸的且用于与对应挡板相连接的第一连接边，也就是说前、后端板中只有一个端板可在前后方向移动，通过这一个端板的移动实现前、后端板之间的间距调整；在其他实施例中，前、后端板均可只有一侧有第一连接边，比如前端板只有左侧的第一连接边，左侧的第一连接边与对应的左挡板相连接；在其他实施例中，第一螺钉穿孔沿前后方向间隔设置多个，通过选择与第二螺钉穿孔对应的第一螺钉穿孔实现端板在前后方向位置调整，进而实现前、后端板之间的间距调整，同样地，也可通过第二螺钉穿孔沿前后方向间隔设置多个来实现前、后端板之间的间距调整，也可通过第一螺钉穿孔和第二螺钉穿孔沿前后方向均设置多个来实现前、后端板之间的间距调整；在其他实施中，调节固定结构也可为将第一连接边与对应挡板相夹紧以实现固定的夹紧结构，通过调整在前后方向的夹紧位置实现前、后端板之间的间距调整。
在本实施例中，两个隔板连接板中位于右侧的隔板连接板可相对绝缘隔板在前后方向调整并在调整之后通过隔板连接结构相固定，在其他实施例中，两个隔板连接板中位于左侧的隔板连接板可相对绝缘隔板在前后方向调整并在调整之后通过隔板连接结构相固定，或者两个隔板连接板均可相对绝缘隔板在前后方向调整并在调整之后通过隔板连接结构相固定；在其他实施例中，隔板连接边螺钉穿孔沿前后方向间隔设置多个和/或绝缘隔板螺钉穿孔沿前后方向间隔设置多个，通过多个隔板连接边螺钉穿孔和/或绝缘隔板螺钉穿孔实现两个隔板连接板在前后方向的间距调整。
在本实施例中，通过端板连接边上的端板连接边螺钉穿孔172实现绝缘隔板与对应端板的可拆连接，在其他实施例中端板连接边通过夹持于端板连接边和对应端板上的夹子实现绝缘隔板与对应端板的可拆连接。
在本实用新型中电池箱的其他实施例中，可省隔板连接板，绝缘隔板的两端直接与前、后端板相连接。
本实用新型中电池模块的实施例中，电池模块的结构与电池箱的实施例中电池模块的结构相同，不再在此赘述。
本实用新型中电池模块夹具的实施例中，电池模块夹具的结构与电池箱的实施例中电池模块夹具的结构相同，不再在此赘述。

Claims (10)

1.一种电池模块夹具，包括左右间隔设置的左、右挡板和前后间隔设置的前、后端板，左挡板、右挡板、前端板和后端板围成用于各电池单体沿前后方向并列布置的放置槽，其特征在于：前、后端板之间的间距可调整，模块壳体还包括在前、后端板之间的间距调整之后对前、后端板进行固定的调节固定结构。
2.根据权利要求1所述的电池模块夹具，其特征在于：前、后端板中至少一个包括板厚沿左右方向延伸的且用于与对应挡板相连接的第一连接边，调节固定结构包括设于第一连接边上的第一螺钉穿孔、设于对应挡板上的第二螺钉穿孔及穿设于第一、第二螺钉穿孔的挡板固定螺钉，第一螺钉穿孔和/或第二螺钉穿孔为长度沿前后方向延伸的长孔。
3.根据权利要求1所述的电池模块夹具，其特征在于：前、后端板中至少一个包括与板厚沿左右方向延伸的且用于与对应挡板相连接的第一连接边，调节固定结构包括设于第一连接边上的第一螺钉穿孔、设于对应挡板上的第二螺钉穿孔及穿设于第一、第二螺钉穿孔的挡板固定螺钉，第一螺钉穿孔沿前后方向间隔设置多个和/或第二螺钉穿孔沿前后方向间隔设置多个。
4.根据权利要求1所述的电池模块夹具，其特征在于：模块壳体还包括长度沿前后方向延伸的用于将各电池单体的正、负极隔开的绝缘隔板，绝缘隔板位于放置槽的槽口处，绝缘隔板的前后两端分别与前端板、后端板可拆连接。
5.一种电池模块，包括电池模块夹具和多个沿前后方向并列布置的电池单体，电池模块夹具包括左右间隔设置的左、右挡板和前后间隔设置的前、后端板，左挡板、右挡板、前端板和后端板围成用于各电池单体沿前后方向并列布置的放置槽，其特征在于：前、后端板之间的间距可调整，模块壳体还包括在前、后端板之间的间距调整之后对前、后端板进行固定的调节固定结构。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其特征在于：前、后端板中至少一个包括板厚沿左右方向延伸的且用于与对应挡板相连接的第一连接边，调节固定结构包括设于第一连接边上的第一螺钉穿孔、设于对应挡板上的第二螺钉穿孔及穿设于第一、第二螺钉穿孔的挡板固定螺钉，第一螺钉穿孔和/或第二螺钉穿孔为长度沿前后方向延伸的长孔。
7.根据权利要求5所述的电池模块，其特征在于：前、后端板中至少一个包括与板厚沿左右方向延伸的且用于与对应挡板相连接的第一连接边，调节固定结构包括设于第一连接边上的第一螺钉穿孔、设于对应挡板上的第二螺钉穿孔及穿设于第一、第二螺钉穿孔的挡板固定螺钉，第一螺钉穿孔沿前后方向间隔设置多个和/或第二螺钉穿孔沿前后方向间隔设置多个。
8.根据权利要求5所述的电池模块，其特征在于：电池单体的正、负极左右设置，电池模块夹具还包括长度沿前后方向延伸的用于将各电池单体的正、负极隔开的绝缘隔板，绝缘隔板位于放置槽的槽口处，绝缘隔板的前后两端分别与前端板、后端板可拆连接，各电池单体通过位于绝缘隔板左右两侧的导电排实现串并联。
9.根据权利要求8所述的电池模块，其特征在于：绝缘隔板的前后两端均设有用于与前端板、后端板相连接的隔板连接板，隔板连接板包括用于通过隔板连接结构与绝缘隔板相连接的隔板连接边和用于与对应端板相连接的端板连接边，隔板连接板中至少一个相对绝缘隔板在前后方向上可调整。
10.一种电池箱，包括箱体和设于箱体内的电池模块，其特征在于：电池模块为如权利要求5-9中任意一项所述的电池模块。
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