CN214176141U - 一种圆柱形动力电池梯次利用模组pack、电池架和集装箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆柱形动力电池梯次利用模组pack、电池架和集装箱，涉及新能源汽车技术领域，解决了现有技术中圆柱形动力电池梯次利用时存在空间利用率低的技术问题。本实用新型的圆柱形动力电池梯次利用模组pack，包括外壳和电池单元，外壳为六边形，并且外壳内部形成有六边形容纳部，容纳部用于容纳电池单元；电池单元由多根圆柱形电池排列形成，并且电池单元的形状与容纳部的形状相匹配。本实用新型的容纳部设置为六边形，电池单元也形成为六边形，在圆柱形动力电池梯次利用时，可减小相邻圆柱形电池之间的间隙，提高空间利用率，进而可提高圆柱形电池的成组效率。

Description

一种圆柱形动力电池梯次利用模组pack、电池架和集装箱

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种圆柱形动力电池梯次利用模组pack、包括该模组pack的电池架和包括该电池架的集装箱。

背景技术

2019年第四季度开始，我国新能源汽车动力电池开始进入密集退役期。为彻底解决新能源汽车退役动力电池的遗留问题，工信部于2018年发布了若干指导性文件，旨在试点推动新能源汽车动力电池梯次利用工作。目前梯次锂电池的利用主要集中在用户侧、电网侧、新能源侧的储能项目中，除此之外，铁塔基站及电网变电站备用电源等其他应用也逐渐形成规模。

目前动力电池的外形主要有方形、圆柱形和软包形状(大软包形状也类似于方形)，不同外形的动力电池市场占有率分别约为78.7％、20.6％和0.7％。可见，方形动力电池占据主要市场，因此目前动力电池梯次利用的模组pack设计，大多针对方形铝壳或者大软包形状电池。然而，当前退役动力电池中圆柱型电池也有相当大的占比，对圆柱形动力电池梯次利用同样具有重要意义。

申请人发现，对圆柱形动力电池梯次利用至少存在如下问题：圆柱形动力电池梯次利用时对电池管理系统(BMS)的要求比较高。具体的，由于圆柱形电池成组使用时，电池之间存在间隙，空间利用率低，成组效率低。为提升圆柱形电池成组效率，一般电池单体都做的比较小，这就导致电池单体的数量比较多。电池管理系统运行时需要实时采集每一个电池单体的电压、温度数据，导致电池管理系统的数据采集量和运算量都很大。另一方面，由于圆柱形电池单体容量比较小，成组使用时单体数量比较多，使得模组pack结构更加复杂。因此，在进行模组pack设计时需要更多的考虑散热优化和提高空间利用率。

因此，开发圆柱形动力电池梯次利用模组pack，提供圆柱形动力电池梯次利用途径，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的其中一个目的是提出一种圆柱形动力电池梯次利用模组pack、电池架和集装箱，解决了现有技术中圆柱形动力电池梯次利用时存在空间利用率低的技术问题。本实用新型优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型的圆柱形动力电池梯次利用模组pack，包括外壳和电池单元，其中，所述外壳为六边形，并且所述外壳内部形成有六边形容纳部，所述容纳部用于容纳所述电池单元；所述电池单元由多根圆柱形电池排列形成，并且所述电池单元的形状与所述容纳部的形状相匹配。

根据一个优选实施方式，所述电池单元还包括热固性散热介质，所述热固性散热介质填充于所述圆柱形电池之间，并且所述热固性散热介质用于固定所述圆柱形电池并对所述圆柱形电池散热。

根据一个优选实施方式，所述容纳部的外围形成为散热部，所述散热部用于对所述电池单元散热。

根据一个优选实施方式，所述散热部为镂空型散热通道。

根据一个优选实施方式，所述的圆柱形动力电池梯次利用模组pack还包括采集模块和控制模块，并且所述采集模块和所述控制模块集成于所述电池单元上。

根据一个优选实施方式，所述外壳为阻燃塑料或钣金件制成。

本实用新型的电池架，包括架体和多个本实用新型任一技术方案所述的圆柱形动力电池梯次利用模组pack，并且所述圆柱形动力电池梯次利用模组pack依次堆叠形成为蜂窝状结构。

根据一个优选实施方式，相邻两个所述圆柱形动力电池梯次利用模组pack的外壳通过连接件连接。

本实用新型的集装箱，包括电池舱和设备舱，其中，所述电池舱内放置有本实用新型任一技术方案所述的电池架。

根据一个优选实施方式，所述电池舱内放置有多排所述电池架，并且相邻所述电池架之间预留有间隙。

本实用新型提供的圆柱形动力电池梯次利用模组pack、电池架和集装箱至少具有如下有益技术效果：

本实用新型的圆柱形动力电池梯次利用模组pack，包括外壳和电池单元，其中，外壳为六边形，并且外壳内部形成有六边形容纳部，容纳部用于容纳电池单元；电池单元由多根圆柱形电池排列形成，并且电池单元的形状与容纳部的形状相匹配，即本实用新型的多根圆柱形电池形成为六边形电池单元，六边形电池单元放置于六边形容纳部内，相比于方形、三角形或其余不规则形状，呈120°角的六边形在与圆相切时，具有最小的间隙。因此，本实用新型的容纳部设置为六边形，电池单元也形成为六边形，在圆柱形动力电池梯次利用时，可减小相邻圆柱形电池之间的间隙，提高空间利用率，进而可提高圆柱形电池的成组效率。即本实用新型的圆柱形动力电池梯次利用模组pack，解决了现有技术中圆柱形动力电池梯次利用时存在空间利用率低的技术问题。

本实用新型的电池架，包括架体和多个本实用新型任一技术方案的圆柱形动力电池梯次利用模组pack，并且圆柱形动力电池梯次利用模组pack依次堆叠形成为蜂窝状结构，本实用新型的模组pack为六边形，在堆叠形成为蜂窝状结构时，相邻模组pack之间不会存在间隙，提高了电池架的空间利用率。即本实用新型的电池架，进一步解决了现有技术中圆柱形动力电池梯次利用时存在空间利用率低的技术问题。

本实用新型的集装箱，包括电池舱，电池舱内放置有本实用新型任一技术方案的电池架，由于本实用新型的集装箱使用了本实用新型任一技术方案的电池架，相邻圆柱形动力电池梯次利用模组pack之间没有多余间隙，充分利用了电池架的空间，从而可提高圆柱形动力电池梯次利用时的空间利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型圆柱形动力电池梯次利用模组pack一个优选实施方式的第一示意图；

图2是本实用新型圆柱形动力电池梯次利用模组pack一个优选实施方式的第二示意图；

图3是本实用新型电池架一个优选实施方式的示意图；

图4是本实用新型集装箱一个优选实施方式的第一示意图；

图5是本实用新型集装箱一个优选实施方式的第二示意图。

图中：1、电池舱；10、电池架；101、模组pack；1011、容纳部；1012、散热部；1013、圆柱形电池；1014、热固性散热介质；1015、PCB板；2、设备舱。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

下面结合说明书附图1～5以及实施例1～3对本实用新型的圆柱形动力电池梯次利用模组pack、电池架和集装箱进行详细说明。

实施例1

本实施例对本实用新型的圆柱形动力电池梯次利用模组pack进行详细说明。

本实施例的圆柱形动力电池梯次利用模组pack101，包括外壳和电池单元，如图1或2所示。优选的，外壳为六边形，并且外壳内部形成有六边形容纳部1011，容纳部1011用于容纳电池单元，如图1所示。优选的，电池单元由多根圆柱形电池1013排列形成，并且电池单元的形状与容纳部1011的形状相匹配，如图1所示。本实施例所说的圆柱形动力电池优选为圆柱形退役动力电池。

本实施例的多根圆柱形电池1013形成为六边形电池单元，六边形电池单元放置于容纳部1011内，相比于方形、三角形或其余不规则形状，呈120°角的六边形在与圆相切时，具有最小的间隙。因此，本实施例的容纳部1011设置为六边形，电池单元也形成为六边形，在圆柱形动力电池梯次利用时，可减小相邻圆柱形电池1013之间的间隙，提高空间利用率，进而可提高圆柱形电池1013的成组效率。即本实施例的圆柱形动力电池梯次利用模组pack101，解决了现有技术中圆柱形动力电池梯次利用时存在空间利用率低的问题。

根据一个优选实施方式，电池单元还包括热固性散热介质1014。优选的，热固性散热介质1014填充于圆柱形电池1013之间，并且热固性散热介质1014用于固定圆柱形电池1013并对圆柱形电池1013散热，如图1或2所示。本实施例优选技术方案的热固性散热介质1014为现有技术的产品。一方面，本实施例优选技术方案通过热固性散热介质1014可将多根圆柱形电池1013连接为一个整体，在组装模组pack101时，可直接将热固性散热介质1014连同圆柱形电池1013侧插入容纳部1011内，安装方便；而且在模组pack101形成电池簇后，也可方便的替换模组pack101中的电池单元。另一方面，热固性散热介质1014具有良好的导热性，不仅可更好的传导圆柱形电池1013产生的热量，由于热固性散热介质1014分散于圆柱形电池1013之间，还可避免模组pack101的热量过于集中，提高模组pack101的安全性。

根据一个优选实施方式，容纳部1011的外围形成为散热部1012，散热部1012用于对电池单元散热，如图1或2所示。优选的，散热部1012为镂空型散热通道。本实施例优选技术方案容纳部1011的外围形成有镂空型散热通道，使得具有镂空型散热通道的外壳不仅可对电池单元起到支撑作用，还有助于将热固性散热介质1014传导出的热量更快的散失到周围环境中，进一步提高了模组pack101的可靠性。

根据一个优选实施方式，圆柱形动力电池梯次利用模组pack101还包括采集模块和控制模块，并且采集模块和控制模块集成于电池单元上。优选的，采集模块例如是采集圆柱形电池1013电压与温度的PCB板1015；控制模块为BMU(电池管理单元)控制模块。更优选的，BMU控制模块集成于PCB板1015上。本实施例优选技术方案的一个模组pack101即为一个电池管理单元，通过在电池单元上集成设置PCB板1015，可对圆柱形电池1013进行管理。

根据一个优选实施方式，外壳为阻燃塑料或钣金件制成。优选的，散热部1012的材质与外壳的材质形同。本实施例优选技术方案的外壳为阻燃塑料或钣金件制成，可提高外壳的安全性能。

本实施例的圆柱形动力电池梯次利用模组pack101，为圆柱形退役动力电池提供了梯次利用途径，并且还可提高系统的散热性能和空间利用率；本实施例的圆柱形动力电池梯次利用模组pack101在使用时还具有组装方便、替换便捷的优势。

实施例2

本实施例对本实用新型的电池架进行详细说明。

本实施例的电池架10，包括架体和多个实施例1任一技术方案的圆柱形动力电池梯次利用模组pack101，并且圆柱形动力电池梯次利用模组pack101依次堆叠形成为蜂窝状结构，如图3所示。由于实施例1的模组pack101为六边形，在堆叠形成为蜂窝状结构时，相邻模组pack101之间不会存在间隙，提高了电池架10的空间利用率。即本实施例的电池架10，进一步解决了现有技术中圆柱形动力电池梯次利用时存在空间利用率低的技术问题。

根据一个优选实施方式，相邻两个圆柱形动力电池梯次利用模组pack101的外壳通过连接件连接。更优选的，相邻两个圆柱形动力电池梯次利用模组pack101的镂空型支架之间通过钣金连接件连接。本实施例优选技术方案通过连接件将相邻模组pack101的外壳连接，可提高模组pack101之间连接的稳固性。

根据一个优选实施方式，圆柱形动力电池梯次利用模组pack101的数量可基于电池簇容量大小设计。

本实施例的多个圆柱形动力电池梯次利用模组pack101不限于堆叠为蜂窝状结构，也可基于具体应用场景堆叠为其余形状，例如三角形、多边形或不规则形状；也可设计为一体式单簇机柜等。

实施例3

本实施例对本实用新型的集装箱进行详细说明。

本实施例的集装箱，包括电池舱1，电池舱1内放置有实施例2中任一技术方案的电池架10，如图4或5所示。如图4所示，本实施例的集装箱还包括设备舱2。由于本实施例的集装箱使用了实施例2任一技术方案的电池架10，相邻圆柱形动力电池梯次利用模组pack101之间没有多余间隙，充分利用了电池架10的空间，从而可提高圆柱形动力电池梯次利用时的空间利用率。

根据一个优选实施方式，电池舱1内放置有多排电池架10，并且相邻电池架10之间预留有间隙，如图4或5所示。优选的，电池架10之间预留宽度基于集装箱内风道设计确定为5～50cm。本实施例优选技术方案电池架10的深度较常规用于方形电池组的电池架10深度小，因而在电池舱1内可放置多排电池架10。本实施例优选技术方案在相邻电池架10之间预留有间隙，配合电池舱1内的空调系统和风道设计，可保证圆柱形动力电池梯次利用模组pack101充分散热。

根据一个优选实施方式，电池舱1内设置有人工维修通道。通过电池舱1内的人工维修通道，可对电池舱1内的设备进行定期检修。

根据一个优选实施方式，电池架10的底部设置有滑轮。通过电池架10底部的滑轮，在检修时可方便移动电池架10。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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”、“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。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。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种圆柱形动力电池梯次利用模组pack，其特征在于，包括外壳和电池单元，其中，所述外壳为六边形，并且所述外壳内部形成有六边形容纳部，所述容纳部用于容纳所述电池单元；所述电池单元由多根圆柱形电池排列形成，并且所述电池单元的形状与所述容纳部的形状相匹配。

2.根据权利要求1所述的圆柱形动力电池梯次利用模组pack，其特征在于，所述电池单元还包括热固性散热介质，所述热固性散热介质填充于所述圆柱形电池之间，并且所述热固性散热介质用于固定所述圆柱形电池并对所述圆柱形电池散热。

3.根据权利要求1或2所述的圆柱形动力电池梯次利用模组pack，其特征在于，所述容纳部的外围形成为散热部，所述散热部用于对所述电池单元散热。

4.根据权利要求3所述的圆柱形动力电池梯次利用模组pack，其特征在于，所述散热部为镂空型散热通道。

5.根据权利要求1所述的圆柱形动力电池梯次利用模组pack，其特征在于，还包括采集模块和控制模块，并且所述采集模块和所述控制模块集成于所述电池单元上。

6.根据权利要求1所述的圆柱形动力电池梯次利用模组pack，其特征在于，所述外壳为阻燃塑料或钣金件制成。

7.一种电池架，其特征在于，包括架体和多个权利要求1至6之一所述的圆柱形动力电池梯次利用模组pack，并且所述圆柱形动力电池梯次利用模组pack依次堆叠形成为蜂窝状结构。

8.根据权利要求7所述的电池架，其特征在于，相邻两个所述圆柱形动力电池梯次利用模组pack的外壳通过连接件连接。

9.一种集装箱，其特征在于，包括电池舱和设备舱，其中，所述电池舱内放置有权利要求7或8所述的电池架。

10.根据权利要求9所述的集装箱，其特征在于，所述电池舱内放置有多排所述电池架，并且相邻所述电池架之间预留有间隙。

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