CN209691818U - 储能装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型实施例提供一种储能装置，包括：储能单元，包括顶壁以及连接于顶壁周侧的侧壁；防护组件，盖设于顶壁上，防护组件包括防护板和连接于防护板边缘的引流板；其中，防护板和引流板呈预设角度连接，且防护板对应于顶壁设置，以在防护板和顶壁之间形成气流通道，至少部分引流板和侧壁间隔设置，以在引流板和侧壁之间形成引流腔，且气流通道和引流腔相互连通。本实用新型能够提高储能装置的热失控防护性能，满足储能装置的热失控防护要求。

Description

储能装置
技术领域
本实用新型涉及储能设备技术领域，尤其涉及一种储能装置。
背景技术
随着新能源电动车行业的发展，政府及整个行业对车用电池的安全要求越来越高。其中新起草的国标中新增“热扩散试验”要求：电池包或系统在由于单个电池热失控引起热扩散进而导致乘员舱发生危险之前5min，应提供一个热事件报警信号。转化为对电池包要求，热失控发生时后5分内电池包外部无明火或者爆炸发生。对于目前NCM811的电池来说，单体能量密度较高，发生热失控时更加剧烈，目前使用电池包上盖(复合材料、铝冲压)无法满足电池热失控的防护要求。
因此，亟需一种新的储能装置。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种储能装置，旨在提高储能装置的热失控防护性能，满足储能装置的热失控防护要求。
本实用新型实施例一方面提供了一种储能装置，包括：储能单元，包括顶壁以及连接于顶壁周侧的侧壁；防护组件，盖设于顶壁上，防护组件包括防护板和连接于防护板边缘的引流板；其中，防护板和引流板呈预设角度连接，且防护板对应于顶壁设置，以在防护板和顶壁之间形成气流通道，至少部分引流板和侧壁间隔设置，以在引流板和侧壁之间形成引流腔，且气流通道和引流腔相互连通。
根据本实用新型的一个方面，防护板对应于储能单元设置有气流凹槽，气流凹槽由防护板沿远离储能单元的方向凸出形成。
根据本实用新型的一个方面，气流凹槽在防护板上沿第一方向延伸设置；
防护板上还设置有沿第二方向延伸形成的加强部，加强部由防护板沿远离储能单元的方向凸出形成，第一方向和第二方向相交。
根据本实用新型的一个方面，储能单元为二次电池，二次电池包括顶盖板和与顶盖板周侧连接的壳体，顶壁为顶盖板的顶面，侧壁为壳体的侧面；
储能装置为多个二次电池并排设置形成的电池模组，防护组件盖设于多个二次电池的顶盖板上。
根据本实用新型的一个方面，储能单元为二次电池，二次电池包括顶盖板和与顶盖板周侧连接的壳体，顶壁为顶盖板的顶面面，侧壁为壳体的侧面；
储能装置为电池包，电池包包括具有开口的箱体，多个二次电池设置于箱体内，其中，防护组件密封盖设于开口处，或者箱体还包括密封盖设于开口处的盖体，防护组件设置于二次电池和盖体之间。
根据本实用新型的一个方面，储能单元为电池模组，电池模组包括多个并排设置的二次电池，二次电池包括顶盖板和与顶盖板周侧连接的壳体，顶壁为顶盖板的外表面，侧壁为壳体的侧面；
储能装置为电池包，电池包包括具有开口的箱体，多个电池模组设置于箱体内，其中，防护组件密封盖设于开口处，或者箱体还包括密封盖设于开口处的盖体，防护组件设置于电池模组和盖体之间。
根据本实用新型的一个方面，二次电池的顶盖板设有防爆阀，气流凹槽包括第一区域及位于第一区域周侧的第二区域，第一区域对应于防爆阀设置，且第一区域的厚度大于第二区域的厚度。
根据本实用新型的一个方面，电池模组还包括模组框架；
根据本实用新型的一个方面，防护板和引流板一体成型；
或者，防护板和引流板分体设置，引流板呈L型，包括呈预设角度连接的连接板和挡板，挡板通过连接板可拆卸地连接于防护板。
根据本实用新型的一个方面，防护板远离储能单元的外表面设置有缓冲件。
根据本实用新型的一个方面，预设角度的取值范围为90度～120度。
在本实用新型中，储能装置包括储能单元和防护组件，防护组件设置在储能单元的顶壁，防护组件包括防护板和引流板，防护板的顶壁之间能够形成气流通道，引流板和侧壁之间能够形成引流腔。当储能单元发生热失控产生热气流时，热气流能够沿气流通道和引流腔流向储能单元，而不会直接冲向储能装置的顶部，能够延缓热气流充开防护组件或储能装置盖体的时间，使储能装置能够满足热失控防护要求。因此本实用新型能够提高储能装置的热失控防护性能，满足储能装置的热失控防护要求。
附图说明
通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
图1是本实用新型实施例的一种储能装置的结构示意图；
图2是本实用新型实施例的一种储能装置的俯视图；
图3是图2中A-A处的剖视图；
图4是图3的局部放大图；
图5是本实用新型实施例的一种储能单元的结构示意图；
图6是本实用新型实施例的一种防护组件的结构示意图；
图7是本实用新型实施例的一种储能装置的爆炸结构示意图；
图8是本实用新型另一实施例的一种防护组件的结构示意图；
图9是图8另一个视角下的结构示意图；
图10是本实用新型另一实施例的一种储能装置的结构示意图；
图11是图10的爆炸结构示意图；
图12是图10的局部剖视图。
附图标记说明：
110、箱体；120、盖体；
200、储能单元；200a、二次电池；200b、电池模组；
210、顶壁；211、防爆阀；220、侧壁；
230、壳体；231、侧面；
240、顶盖板；241、顶面；
250、电极组件；
260、电极端子；
270、模组框架；271、端板；272、侧板；
280、模组上盖；
300、防护组件；
310、防护板；311、气流凹槽；311a、第一区域；311b、第二区域；312、加强部；
320、引流板；321、连接板；322、挡板；
330、气流通道；
340、引流腔；
400、缓冲件；
500、安装柱体；
Y、第一方向；
X、第二方向。
具体实施方式
下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本实用新型的实施例的具体结构进行限定。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图12根据本实用新型实施例的储能装置进行详细描述。
请一并参阅图1至图4，本实用新型实施例提供的一种储能装置包括：储能单元200，包括顶壁210以及连接于顶壁210周侧的侧壁220；防护组件300，盖设于顶壁210上，防护组件300包括防护板310和连接于防护板310边缘的引流板320；其中，防护板310和引流板320呈预设角度连接，且防护板310对应于顶壁210设置，以在防护板310和顶壁210之间形成气流通道330，至少部分引流板320和侧壁220间隔设置，以在引流板320和侧壁220之间形成引流腔340，且气流通道330和引流腔340相互连通。
预设角度的取值在此不做限定，优选的，预设角度可以为90度～120度。进一步优选的，预设角度为95度～105度。令沿引流腔340流动的气流沿略微远离储能单元200侧壁220的方向流动，防止气流对储能单元200进一步加热，减缓储能单元200剧烈热失控的加剧，且便于引流板320和防护板310加工成型。
在本实用新型中，储能装置包括储能单元200和防护组件300，防护组件300盖设在储能单元200的顶壁210，防护组件300包括防护板310和引流板320，防护板310和顶壁210之间能够形成气流通道330，引流板320和侧壁220之间能够形成引流腔340。当储能单元200发生热失控产生热气流时，热气流能够沿气流通道330和引流腔340流向储能单元200，而不会直接冲向储能装置的顶部，能够延缓热气流冲开防护组件300或储能装置盖体120的时间，使储能装置能够满足热失控防护要求。因此本实用新型能够提高储能装置的热失控防护性能，满足储能装置的热失控防护要求。
可以理解的是储能装置的具体设置方式在此不做限定，例如储能装置为电池包或电池模组200b。储能单元200的设置方式也不做限定，储能单元200可以为单个电池模组200b、或多个电池模组200b组成的单元，或单个二次电池200a，或多个二次电池200a组成的单元。当储能装置为电池包时，储能装置包括用于容纳储能单元200的箱体110和设置于箱体110开口处的盖体120。
在一些可选的实施例中，请一并参阅图5，储能单元200为二次电池200a，二次电池200a包括具有开口的壳体230、盖设于壳体230开口处的顶盖板240、位于230壳体内的电极组件250和设置于顶盖板240上并与电极组件250电连接的电极端子260，此时，顶壁210为顶盖板240远离壳体230的顶面241，侧壁220为壳体230的侧面231。
当储能单元200为二次电池200a时，储能装置可以为电池模组200b或电池包，例如储能装置为电池模组200b，多个二次电池200a并排设置形成电池模组200b，防护组件300盖设于多个二次电池200a的顶盖板240上。
在另一些可选的实施例中，储能装置为电池包，多个二次电池200a直接成组形成电池包，电池包具有容纳多个二次电池200a的箱体110，箱体110具有开口，防护组件300设置在箱体110的开口处。此时，防护组件300可以直接密封盖设在箱体110的开口处，或者，电池包还包括盖设于箱体110开口处的盖体120，防护组件300设置在盖体120和多个二次电池200a之间。
在上述实施例中，当二次电池200a发生热失控产生热气流时，由于防护组件300的阻挡作用，热气流能够由顶盖板240的顶面241和防护板310之间流向引流板320和壳体230的侧面231之间，从而引导热气流朝向二次电池200a内流动，减缓热气流冲开防护组件300或者盖体120的时间，使电池模组200b或电池包能够满足热失控防护要求。
在另一些可选的实施例中，储能单元200为电池模组200b，电池模组200b包括多个并排设置的二次电池200a，二次电池200a包括具有开口的壳体230和设置于壳体230开口处的顶盖板240，顶壁210为顶盖板240的顶面241，侧壁220为壳体230的侧面231。储能装置为电池包，多个电池模组200b形成电池包。电池包包括具有开口的箱体110，多个电池模组200b位于箱体110内。此时防护组件300可以密封盖设于箱体110开口处，或者，电池包还包括盖设于箱体110开口处的盖体120，防护组件300设置在盖体120和多个二次电池200a之间。当二次电池200a发生热失控产生热气流时，通过防护组件300可以延缓热气流冲开防护组件300或盖体120的时间，令电池包能够满足热失控防护要求。
在上述任一实施例中，多个二次电池200a并排形成电池模组200b的方式有多种，在一些可选的实施例中，电池模组200b还包括模组框架270，模组框架270包括沿二次电池200a排列方向上相对设置的两个端板271和连接两个端板271的两个侧板272，端板271和侧板272相互连接，以将二次电池200a围合在两个端板271和两个侧板272之间。此时侧板272可以位于二次电池200a壳体230的侧面231和引流板320之间，即至少有部分的侧板272位于引流腔340内；或者，侧板272也可以位于引流腔340外。当端板271在电池模组200b高度方向上的延伸高度足够高时，端板271也可以位于二次电池200a壳体230的侧面231和引流板320之间，即至少有部分的端板271位于引流腔340内；当端板271在电池模组200b高度方向上延伸的高度不足够高时，端板271位于引流腔340外。
在另一些可选的实施例中，模组框架270包括设置于二次电池200a排列方向的两个端板271、环绕二次电池200a和端板271外周设置的固定带(未示出)，以通过端板271和固定带对并排设置的多个二次电池200a进行固定。此时，固定带可以位于二次电池200a壳体230的侧面231和引流板320之间，即至少有部分固定带位于引流腔340内；或者，固定带可以位于引流腔340外。当端板271在电池模组200b高度方向上的延伸高度足够高时，端板271位于二次电池200a壳体230的侧面231和引流板320之间，即至少有部分的端板271位于引流腔340内；当端板271在电池模组200b高度方向上延伸的高度不足够高时，端板271位于引流腔340外。
在又一些可选的实施例中，电池模组200b还包括盖设于多个二次电池200a上方的模组上盖280，防护组件300位于模组上盖280远离二次电池200a顶盖板240的一侧，即模组上盖280位于防护组件300和顶盖板240之间，以使二次电池200a发生热失控产生热气流时，减缓二次电池200a冲开防护组件300的时间，从而令电池模组200b能够满足热失控防护要求。
请一并参阅图6至图9，防护板310的设置方式不做限定，防护板310可以为厚度一致的平板，在另一些可选的实施例中，防护板310对应于储能单元200设置有气流凹槽311，气流凹槽311由防护板310沿远离储能单元200的方向凸出形成。
在这些可选的实施例中，通过设置气流凹槽311，能够保证防护板310和储能单元200之间的间距，保证能够形成气流通道330，令储能单元200产生的热气流能够顺利通过气流通道330流向引流腔340。
进一步的，为了提高防护组件300的强度，防护板310上还设置有加强部312，加强部312由防护板310沿远离储能单元200的方向凸出形成，且气流凹槽311沿第一方向延伸设置，加强部312沿第二方向延伸设置，第一方向和第二方向相交。
在这些可选的实施例中，通过设置加强部312，且加强部312和气流凹槽311的延伸方向相交，能够提高防护板310的强度，防止防护板310在气流的冲击下发生变形甚至损坏。第一方向和第二方向的设置方式在此不做限定，为了进一步提高防护板310的强度，第一方向和第二方向垂直设置，例如第一方向为图2中的Y方向，第二方向为图2中的X方向。
其中，加强部312和气流凹槽311相互交叉的部位的设置方式在此不做限定，加强部312和气流凹槽311相互交叉的部位圆滑过渡，降低防护板310的加工难度。
在上述实施例中，气流凹槽311沿第一方向延伸呈腰形或矩形或其他长条形，只要气流凹槽311在第一方向上的延伸长度大于其在第二方向上的延伸宽度即可。同理，加强部312沿第二方向延伸呈腰形或矩形或其他长条形，只要加强部312在第二方向上的延伸长度大于其在第一方向上的延伸宽度即可。
当储能装置包括二次电池200a时，二次电池200a的顶盖板240通常设置有防爆阀211，为了进一步提高防护组件300的强度，气流凹槽311对应于每个二次电池200a的防爆阀211设置。当二次电池200a受热产生气流时，气流最容易从二次电池200a的防爆阀211处溢出，气流凹槽311对应防爆阀211设置，令气流能够第一时间沿气流凹槽311移动，增加气流流向箱体110内部的效率。
进一步的，在另一些可选的实施例中，气流凹槽311包括对应于防爆阀211设置的第一区域311a及位于第一区域311a周侧的第二区域311b，第一区域311a的厚度大于第二区域311b的厚度。
其中，第一区域311a和第二区域311b的具体厚度不做限定，例如第一区域311a的厚度为2mm，第二区域311b的厚度为1mm。
第一区域311a对应于防爆阀211设置，第一区域311a最容易受到气流的冲击，第一区域311a的厚度较厚，能够增加第一区域311a的强度，防止第一区域311a在强气流的冲击下发生损坏，提高防护板310的使用寿命。同时第二区域311b的厚度小于第一区域311a的厚度能够节省材料，减轻防护板310的重量，提高储能装置的能量密度比。
进一步的，在一些可选的实施例中，防护板310上除第一区域311a及第二区域311b外的其他区域的厚度和引流板320的厚度均与第二区域311b的厚度相同。也就是说第一防护单元的防护板310和引流板320上除第一区域311a较厚以外，其他部位厚度相同，能够节省材料，降低成本。
防护板310和引流板320之间的连接方式在此不做限定，防护板310和引流板320可以一体成型，以提高防护板310和引流板320之间的连接强度和密封性能。
或者，请一并参阅图10至图12，在另一些可选的实施例中，防护板310和引流板320分体设置，以降低防护组件300的装配难度，便于将防护组件300安装于储能装置。
当防护板310和引流板320分体设置时，引流板320呈L型，引流板320包括呈预设角度连接的连接板321和挡板322，挡板322通过连接板321可拆卸地连接于防护板310。此时，在挡板322和储能单元200的侧壁220之间形成引流腔340。
防护组件300和储能单元200之间的连接方式在此不做限定，由于防护板310和引流板320之间呈预设角度，因此在防护板310和引流板320之间会形成容置槽，防护组件300可以利用容置槽直接扣设于储能单元200上，令至少部分储能单元200位于容置槽内。或者，在一些可选的实施例中，储能装置还包括安装支架，防护组件300通过安装支架安装于储能单元200。
安装支架的设置方式在此不做限定，例如安装支架包括多个安装柱体500，多个安装柱体500设置于电池模组200b的端板271上，防护板310通过螺栓等连接件和多个安装柱体500连接。
在上述任一实施例中，储能单元200的个数在此不做限定，储能单元200可以为一个或两个，当储能单元200为两个以上时，每一个储能单元200对应设置有一个防护组件300。尤其的，当两个以上的储能单元200之间间隔距离较远时，每一个储能单元200均对应设置有一个防护组件300。或者，多个储能单元200对应于一个防护组件300设置。
在上述任一实施例中，对防护组件300的设置个数不做限定，防护组件300可以为一个或两个以上。
例如，当储能单元200为两个，且两个储能单元200之间间隔距离较远时，两个储能单元200分别对应设置有一个防护组件300。两个防护组件300的尺寸可以一致或不一致，当两个储能单元200顶部的尺寸不一致时，两个防护组件300的尺寸不一致，只要防护组件300包括防护板310、引流板320，并能够和储能单元200配合形成气流通道330和引流腔340即可。
如图1和图2所示，储能装置为电池包，电池包包括箱体110和盖体120，储能单元200包括多个电池模组200b，电池模组200b大体呈两排排布，其中一排等高分布，另一排不等高排布。电池模组200b等高排布时，多个电池模组200b可以共用一个防护组件300，减少防护组件300的个数，简化装配难度。电池模组200b不等高排布时，相同高度的电池模组200b可以共用一个防护组件300。
在一些可选的实施例中，当防护组件300远离储能单元200的一侧设置有盖体120时，为了防止防护组件300和盖体120之间发生剧烈碰撞，在防护板310远离储能单元200的表面设置有缓冲件400，即在防护板310和盖体120相互接触的表面设置有缓冲件400。缓冲件400的具体设置方式不做限定，例如当气流凹槽311和加强部312在防护板310的表面形成凹槽时，缓冲件400设置于该凹槽内，并凸出于防护板310的表面设置，能够保证缓冲件400和防护板310之间相对位置的稳定性，防止缓冲件400受力相对防护板310发生移动。
在上述任一实施例中，防护板310和引流板320的制造材料在此不做限定，为了提高耐火特性，防护板310和引流板320中的至少一者选用耐高温材料云母制成。
本实用新型可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本实用新型的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本实用新型的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本实用新型的范围之中。

Claims (10)

1.一种储能装置，其特征在于，包括：
储能单元，包括顶壁以及连接于所述顶壁周侧的侧壁；
防护组件，盖设于所述顶壁上，所述防护组件包括防护板和连接于所述防护板边缘的引流板；
其中，所述防护板和所述引流板呈预设角度连接，且所述防护板对应于所述顶壁设置，以在所述防护板和所述顶壁之间形成气流通道，至少部分所述引流板和所述侧壁间隔设置，以在所述引流板和所述侧壁之间形成引流腔，且所述气流通道和所述引流腔相互连通。
2.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述防护板对应于所述储能单元设置有气流凹槽，所述气流凹槽由所述防护板沿远离所述储能单元的方向凸出形成。
3.根据权利要求2所述的储能装置，其特征在于，
所述气流凹槽在所述防护板上沿第一方向延伸设置；
所述防护板上还设置有沿第二方向延伸形成的加强部，所述加强部由所述防护板沿远离所述储能单元的方向凸出形成，所述第一方向和所述第二方向相交。
4.根据权利要求2所述的储能装置，其特征在于，所述储能单元为二次电池，所述二次电池包括顶盖板和与所述顶盖板周侧连接的壳体，所述顶壁为所述顶盖板的顶面，所述侧壁为所述壳体的侧面；
所述储能装置为多个所述二次电池并排设置形成的电池模组，所述防护组件盖设于多个所述二次电池的顶盖板上。
5.根据权利要求2所述的储能装置，其特征在于，所述储能单元为二次电池，所述二次电池包括顶盖板和与所述顶盖板周侧连接的壳体，所述顶壁为所述顶盖板的顶面，所述侧壁为所述壳体的侧面；
所述储能装置为电池包，所述电池包包括具有开口的箱体，多个所述二次电池设置于所述箱体内，其中，所述防护组件密封盖设于所述开口处，或者所述箱体还包括密封盖设于所述开口处的盖体，所述防护组件设置于所述二次电池和所述盖体之间。
6.根据权利要求2所述的储能装置，其特征在于，所述储能单元为电池模组，所述电池模组包括多个并排设置的二次电池，所述二次电池包括顶盖板和与所述顶盖板周侧连接的壳体，所述顶壁为所述顶盖板的顶面，所述侧壁为所述壳体的侧面；
所述储能装置为电池包，所述电池包包括具有开口的箱体，多个所述电池模组设置于所述箱体内，其中，所述防护组件密封盖设于所述开口处，或者所述箱体还包括密封盖设于所述开口处的盖体，所述防护组件设置于所述电池模组和所述盖体之间。
7.根据权利要求4至6任一项所述的储能装置，其特征在于，所述二次电池的所述顶盖板设有防爆阀，所述气流凹槽包括第一区域及位于所述第一区域周侧的第二区域，所述第一区域对应于所述防爆阀设置，且所述第一区域的厚度大于所述第二区域的厚度。
8.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，
所述防护板和所述引流板一体成型；
或者，所述防护板和所述引流板分体设置，所述引流板呈L型，包括呈所述预设角度连接的连接板和挡板，所述挡板通过所述连接板可拆卸地连接于所述防护板。
9.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述防护板远离所述储能单元的外表面设置有缓冲件。
10.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述预设角度的取值范围为90度～120度。
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