CN207602671U - 一种储能系统电池簇的并联连接结构 - Google Patents

Abstract

一种储能系统电池簇的并联连接结构，包括：总正功率母线、总负功率母线和n个电池簇，总正功率母线开设有与n个电池簇总正输出端一一对应连接的总正转接头，总负功率母线开设有与n个电池簇总负输出端一一对应连接的总负转接头，第n个总正转接头与第n+1个总正转接头之间的间距等于第n个总负转接头与第n+1个总负转接头之间的间距；相邻电池簇的总正输出端到其对应总正转接头的距离相等，总负输出端到其对应总负转接头的距离相等。本实用新型使得流过各电池簇的充放电电流大小保持一致，不会造成各电池簇在进行多次充放电循环后容量不一致的情况，避免了电池簇间环流情况的发生，大大提高了储能系统的安全性和可靠性。

Description

一种储能系统电池簇的并联连接结构

技术领域

本实用新型涉及储能系统领域，特别是涉及一种储能系统电池簇的并联连接结构。

背景技术

当储能需要满足大功率输出时，通常需要将多个电池簇进行并联连接，使得多个电池簇同时对负载进行供电以满足储能系统的大功率输出。

如图1所示为现有技术中的储能系统电池簇的并联连接结构示意图，包括总正汇流排10、总负汇流排20和若干电池簇30，若干电池簇30的总正输出端通过功率线束与总正汇流排10连接，总负输出端通过功率线束与总负汇流排20 连接。虽然此种并联连接方式可以很好的实现储能系统的大功率输出，但还是存在一些缺陷。一是此种并联连接结构会造成各电池簇30的充放电电流不一致的情况，根据电阻定律，电阻跟长度成正比，与横截面积成反比，同时还与导体的材料有关。从附图1可以很明显的看出，距离总正汇流排10和总负汇流排 20较远的电池簇30使用的功率线束的长度相比于距离总正汇流排10和总负汇流排20较近的电池簇30使用的功率线束长度要长，这就造成了功率线束电阻不一致的情况，距离较远的电池簇30使用的功率线束电阻大，距离较近的电池簇30使用的功率线束电阻小，因此造成充放电电流不一致的情况，久而久之，极易造成各电池簇30的容量不一致，引起电池簇30间的环流现象，存在较大的安全隐患；二是电池簇30的总正输出端和总负输出端均需要通过功率线束分别与总正汇流排10和总负汇流排20连接，当电池簇30数量较多时，使用的功率线束也较多，大大增加了安装难度。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种储能系统电池簇的并联连接结构。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种储能系统电池簇的并联连接结构，包括：总正功率母线、总负功率母线和n个电池簇，所述总正功率母线开设有与n个所述电池簇总正输出端一一对应连接的总正转接头，所述总负功率母线开设有与n个所述电池簇总负输出端一一对应连接的总负转接头，第n个所述总正转接头与第n+1个所述总正转接头之间的间距等于第n个所述总负转接头与第n+1个所述总负转接头之间的间距，其中，n为大于等于1的正整数；

相邻所述电池簇的总正输出端到其对应所述总正转接头的距离相等，总负输出端到其对应所述总负转接头的距离相等。

在其中一个实施例中，相邻所述总正转接头的间距相等。

在其中一个实施例中，所述总正功率母线为“U”型结构。

在其中一个实施例中，所述总负功率母线为“U”型结构。

在其中一个实施例中，所述总正转接头和所述总负转接头为相同结构。

在其中一个实施例中，所述总正转接头包括：压接端子、连接固定件和功率连接头组件，所述功率连接头组件包括功率连接头上盖和功率连接头下盖，所述压接端子的一端通过所述连接固定件与所述功率连接头下盖的一端连接，所述功率连接头上盖安装于所述功率连接头下盖；

所述功率头连接上盖开设有上盖咬线凸槽，所述功率连接头下盖开设有与所述上盖咬线凸槽配合使用的下盖咬线凸槽。

在其中一个实施例中，所述总正转接头还包括保护壳，所述保护壳包括保护壳上盖和保护壳下盖，所述保护壳上盖安装于所述保护壳下盖形成中空腔体，所述总正转接头安装于所述中空腔体。

在其中一个实施例中，所述连接固定件包括固定螺栓和固定螺母，所述固定螺栓螺合于所述固定螺母。

本次技术方案相比于现有技术有以下有益效果：

1.第n个总正转接头与第n+1个总正转接头之间的间距等于第n个总负转接头与第n+1个总负转接头之间的间距、相邻电池簇的总正输出端到其对应所述总正转接头的距离相等且总负输出端到其对应总负转接头的距离相等。使得流过各电池簇的充放电电流大小保持一致，不会造成各电池簇在进行多次充放电循环后容量不一致的情况，避免了电池簇间环流情况的发生，大大提高了储能系统的安全性和可靠性。

2.本实用新型只采用两根总正功率母线和总负功率母线，很好地避免了各电池簇单独引出功率线束至汇流排，在一定程度上减少了储能系统中功率线束的数量，大大简化了功率线束与汇流排之间的连接复杂性，提高了安装效率，同时还降低了储能系统制造成本。

附图说明

图1为现有技术中的储能系统电池簇的并联连接结构的结构示意图；

图2为本实施例中的储能系统电池簇的并联连接结构的结构示意图；

图3为本实施例中的储能系统电池簇的并联连接结构的另一使用状态图；

图4为本实施例中的总正转接头的分解示意图；

图5为本实施例中的功率连接头的分解示意图；

图6为本实施例中的总正转接头的组装示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”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”、“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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示为储能系统电池簇的并联连接结构的结构示意图，请一并结合参照图2和图3，包括：总正功率母线100、总负功率母线200和n个电池簇300，所述总正功率母线100开设有与n个所述电池簇300总正输出端一一对应连接的总正转接头110，所述总负功率母线200开设有与n个所述电池簇300总负输出端一一对应连接的总负转接头210，第n个所述总正转接头110与第n+1个所述总正转接头110之间的间距等于第n个所述总负转接头210与第n+1个所述总负转接头210之间的间距，其中，n为大于等于1的正整数；

相邻所述电池簇300的总正输出端到其对应所述总正转接头110的距离相等，总负输出端到其对应所述总负转接头210的距离相等。

进一步地，相邻所述总正转接头110的间距相等。

进一步地，所述总正功率母线100为“U”型结构。

进一步地，所述总负功率母线200为“U”型结构。

具体工作原理如下：

需要说明的是，作为优选实施例，第n个所述总正转接头110与第n+1个所述总正转接头110之间的间距等于第n个所述总负转接头210与第n+1个所述总负转接头210之间的间距。间距相等为了便于布置在总正功率母线100的总正转接头110和总负功率母线200的总负转接头210，提高安装效率。

请再次参照图3，假设第n个总正转接头110到第n+1个总正转接头110的间距为l₂，因此第n个总负转接头210到第n+1个总负转接头210的间距也为 l₂。储能系统的总正端(即图2和图3标识的Ps+)到第1个总正转接头110的距离为l₁，总负端(即图2和图3标识的Ps-)到第1个总负转接头210的距离为l₁。由于总正功率母线100和总负功率母线200均为“U”型结构，设位于同一侧的总正转接头110到位于另一侧的总正转接头110的垂直距离为l₄，位于同一侧的总负转接头210到位于另一侧的总负转接头210的垂直距离为l₄。

附图3所示有3个电池簇300，分别为电池簇x、电池簇y和电池簇z。当储能系统进行放电时，电池簇x的总正输出端的放电电流流至储能系统的总正端的距离为l₁+9*l₂+2*l₃+l₄，放电电流由储能系统总负端流回电池簇x的总负输出端的距离为l₁+l₂，相加即得到电池簇x的输出电流流经的总距离为 2*l₁+10*l₂+2*l₃+l₄。

电池簇y的总正输出端的放电电流流至储能系统的总正端的距离为 l₁+5*l₂+l₃，放电电流由储能系统总负端流回电池簇y的总负输出端的距离为 l₁+5*l₂+l₃+l₄，相加即得到电池簇y输出电流流经的总距离为2*l₁+10*l₂+2*l₃+l₄。

电池簇z的总正输出端的放电电流流至储能系统的总正端的距离为l₁，放电电流由储能系统总负端流回电池簇y的总负输出端的距离为l₁+10*l₂+2*l₃+l₄，相加即得到电池簇z输出电流流经的总距离为2*l₁+10*l₂+2*l₃+l₄。

由上述结果可以很明显的看出，在储能系统放电时，各电池簇300的放电电流流经的总距离相同，即可得到各电池簇300在放电时使用功率线束的长度相同。根据电阻定律，在功率线束的材料和横截面一样时，电阻和功率线束的长度相关。因此，电池簇x、电池簇y和电池簇z使用的功率线束的内阻相同，放电电流相等。同理，当储能系统进行充电时，也可得出相同的结论。采用上述的储能系统电池簇的并联连接结构，很好地避免了各电池簇300在放电时各电池簇300在进行多次充放电循环后容量不一致的情况，避免了电池簇300间环流情况的发生，大大提高了储能系统的安全性和可靠性。

此外实用新型只采用两根总正功率母线100和总负功率母线200，很好地避免了各电池簇300单独引出功率线束至汇流排，在一定程度上减少了储能系统中功率线束的数量，大大简化了功率线束与汇流排之间的连接复杂性，提高了安装效率，同时还降低了储能系统制造成本。

需要特别强的是，由于相邻电池簇300的总正输出端到其对应所述总正转接头110的距离相等(即电池簇x的总正输出端到其对应的总正转接头110的距离与电池簇y的总正输出端到其对应总正转接头110的距离以及电池簇z的总正输出端到其对应的总正转接头110的距离相同)，总负输出端到其对应总负转接头210的距离相等(即电池簇x的总负输出端到其对应的总负转接头210的距离与电池簇y的总负输出端到其对应总负转接头210的距离以及电池簇z的总负输出端到其对应的总负转接头210的距离相同)。因此，在计算放电电流流经的总距离时，没有将电池簇300的总正输出端到其对应所述总正转接头110 的距离和总负输出端到其对应总负转接头210的距离列入计算结果中。

还需要特别强调的是，在放电电流流经的总距离2*l₁+10*l₂+2*l₃+l₄中，包含距离l₃。在本实施例中，距离l₃中设置有若干转接头，l₃＝n*l₂，其中，n为大于或者等于1的正整数。

进一步地，所述总正转接头110和所述总负转接头210为相同结构。

如图4所述为总正转接头110的分解示意图，请一并结合参照图5和图6。所述总正转接头110包括：压接端子111、连接固定件112和功率连接头组件113，所述功率连接头组件113包括功率连接头上盖1131和功率连接头下盖1132，所述压接端子111的一端通过所述连接固定件112与所述功率连接头下盖1132的一端连接，所述功率连接头上盖1131安装于所述功率连接头下盖1132；

所述功率头连接上盖1131开设有上盖咬线凸槽1131-1，所述功率连接头下盖1132开设有与所述上盖咬线凸槽1131-1配合使用的下盖咬线凸槽1132-1。

需要说明的是，利用总正转接头110实现电池簇的正极性端口(即附图4 中的400标识)与总正功率母线(即附图4中的100标识)的连接，不会使得总正功率母线100被分割成若干段总正功率母线100，保证了总正功率母线100 的连续性，减少了总正功率母线100上连接结点的数量，有效地降低了总正功率母线100整体的连接阻抗，减少了功率结点的损害，提高了总正功率母线100 的可靠性和稳定性。

还需要说明的是，功率连接头上盖1131开设有上盖咬线凸槽1131-1，功率连接头下盖1132开设有与下盖咬线凸槽1132-1。在功率连接头上盖1131、功率连接头下盖1132与总正功率母线100的连接过程中，上盖咬线凸槽1131-1和下盖咬线凸槽1132-1均嵌入至总正功率母线内的导电金属介质。一方面可以将总正转接头110稳定固定于总正功率母线100上；另一方面，上盖咬线凸槽1131-1 和下盖咬线凸槽1132-1增加了总正转接头110与总正功率母线100的接触面积，提高了导电性能，减少了功率连接节点的能量损耗。

具体地，所述总正转接头110还包括保护壳114，所述保护壳114包括保护壳上盖1141和保护壳下盖1142，所述保护壳上盖1141安装于所述保护壳下盖 1142形成中空腔体，所述总正转接头110安装于所述中空腔体。

需要说明的是，作为优选实施例，保护壳上盖1141和保护壳下盖1142均为绝缘性保护壳。保护壳上盖1141和保护壳下盖1142包裹转接头，一方面可以防止总正功率母线100的裸露导致高压对人员及其其他设备的损伤，提高安全性和可靠性；另一方面保护壳上盖1141和保护壳下盖1142具有防尘、防潮等作用。

具体地，所述连接固定件112包括固定螺栓1121和固定螺母1122，所述固定螺栓1121螺合于所述固定螺母1122。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种储能系统电池簇的并联连接结构，其特征在于，包括：总正功率母线(100)、总负功率母线(200)和n个电池簇(300)，所述总正功率母线(100)开设有与n个所述电池簇(300)总正输出端一一对应连接的总正转接头(110)，所述总负功率母线(200)开设有与n个所述电池簇(300)总负输出端一一对应连接的总负转接头(210)，第n个所述总正转接头(110)与第n+1个所述总正转接头(110)之间的间距等于第n个所述总负转接头(210)与第n+1个所述总负转接头(210)之间的间距，其中，n为大于等于1的正整数；

相邻所述电池簇(300)的总正输出端到其对应所述总正转接头(110)的距离相等，总负输出端到其对应所述总负转接头(210)的距离相等。

2.根据权利要求1所述的储能系统电池簇的并联连接结构，其特征在于，相邻所述总正转接头(110)的间距相等。

3.根据权利要求1所述的储能系统电池簇的并联连接结构，其特征在于，所述总正功率母线(100)为“U”型结构。

4.根据权利要求1所述的储能系统电池簇的并联连接结构，其特征在于，所述总负功率母线(200)为“U”型结构。

5.根据权利要求1所述的储能系统电池簇的并联连接结构，其特征在于，所述总正转接头(110)和所述总负转接头(210)为相同结构。

6.根据权利要求5所述的储能系统电池簇的并联连接结构，其特征在于，所述总正转接头(110)包括：压接端子(111)、连接固定件(112)和功率连接头组件(113)，所述功率连接头组件(113)包括功率连接头上盖(1131)和功率连接头下盖(1132)，所述压接端子(111)的一端通过所述连接固定件(112)与所述功率连接头下盖(1132)的一端连接，所述功率连接头上盖(1131)安装于所述功率连接头下盖(1132)；

所述功率头连接上盖(1131)开设有上盖咬线凸槽(1131-1)，所述功率连接头下盖(1132)开设有与所述上盖咬线凸槽(1131-1)配合使用的下盖咬线凸槽(1132-1)。

7.根据权利要求6所述的储能系统电池簇的并联连接结构，其特征在于，所述总正转接头(110)还包括保护壳(114)，所述保护壳(114)包括保护壳上盖(1141)和保护壳下盖(1142)，所述保护壳上盖(1141)安装于所述保护壳下盖(1142)形成中空腔体，所述总正转接头(110)安装于所述中空腔体。

8.根据权利要求7所述的储能系统电池簇的并联连接结构，其特征在于，所述连接固定件(112)包括固定螺栓(1121)和固定螺母(1122)，所述固定螺栓(1121)螺合于所述固定螺母(1122)。