CN218039710U - 一种自均衡储能电池用模块电池及自均衡储能电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自均衡储能电池用模块电池及自均衡储能电池，属于铅酸蓄电池领域，用以解决现有多只储能电池串联使用时，如果其中有一个电池局部存在问题或短路，那么整组电池就会受影响，以及现有储能电池的比能量低的问题。自均衡储能电池用模块电池包括4个单体电池，每个单体电池的规格均为2V 10～100Ah，每2个单体电池串联后，两组串联后的单体电池再并联。本实用新型的自均衡储能电池的单只模块电池存在问题时，不影响自均衡储能电池的使用，依然保持较高容量。

Description

一种自均衡储能电池用模块电池及自均衡储能电池

技术领域

本实用新型涉及铅酸蓄电池领域，尤其涉及一种自均衡储能电池用模块电池及自均衡储能电池。

背景技术

现有的储能用铅蓄电池的电压为2V，一般使用电压均需达到24V以上，因此使用时一般只能用多个电池串联起来使用，多只电池串联使用时，如果其中有一个电池局部存在问题或短路，那么整组电池就会受影响；最终影响设备正常运行。

实用新型内容

鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种自均衡储能电池用模块电池及自均衡储能电池，至少能够解决以下问题之一：(1)现有多只储能电池串联使用时，如果其中有一个电池局部存在问题或短路，那么整组电池就会受影响；(2)现有储能电池的比能量低的问题。

一方面，本实用新型提供了一种自均衡储能电池用模块电池，自均衡储能电池用模块电池包括4个单体电池，每个单体电池的规格均为2V10～100Ah，每2个单体电池串联后，两组串联后的单体电池再并联。

进一步的，自均衡储能电池用模块电池还包括电池壳，电池壳上设有多个竖向的排气槽。

进一步的，单体电池包括交替层叠设置的多个正极板和多个负极板。

进一步的，正极板包括边框和极耳，边框包括上边框、下边框、左边框和右边框；正极板的边框内设置多条横竖交叉的筋条，筋条包括多条沿极板面横向分布的第一筋条和多条沿极板面纵向分布的第二筋条，第一筋条设置为波浪形。

进一步的，波浪形的第一筋条的最高点和最低点的高度差为3～4mm。

进一步的，正极板的极耳包括第一极耳和第二极耳，沿上边框的长度方向，第一极耳和第二极耳对称设置在上边框上；第一极耳和第二极耳所在平面与正极板的极板面平行。

进一步的，正极板的电阻为1.4～1.85mΩ。

进一步的，自均衡储能电池用模块电池的规格为4V20Ah～4V200Ah。

本实用新型还提供了一种自均衡储能电池，包括多个上述的自均衡储能电池用模块电池。

进一步的，多个自均衡储能电池用模块电池并联。

与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：

(1)本实用新型提供的自均衡储能电池用模块电池采用两组串联后的单体电池再并联的结构设计，如果其中一组单体电池性能落后，不影响整个模块电池的使用，依然保持较高容量；使电流分布均衡，可靠性增加。

(2))本实用新型的自均衡储能电池用模块电池的正极板的第一筋条设置为波浪形，如此设置能够加速电子传导速度，降低极板电阻，提升极板导电性能。

(3)本实用新型提供的自均衡储能电池用正极板的两个极耳对称的位于正极板上边框的左右两边，整个极板面电流分布均匀，降低电势损失，在大电流充放电时可以降低电池热量的产生，有利于电池高功率工作，延长电池的使用寿命。

(4)本实用新型提供的自均衡储能电池通过将多个自均衡储能电池用模块电池并联，当单只自均衡储能电池用模块电池存在问题时，不影响自均衡储能电池的使用，依然保持较高容量；使电流分布均衡，可靠性增加。

(5)本实用新型提供的自均衡储能电池的比能量提高，电池效能提高。

(6)本实用新型提供的自均衡储能电池采用多个自均衡储能电池用模块电池并联，因此，每个自均衡储能电池用模块电池的极板尺寸减小，能够减少因极板高度过高而导致的严重酸分层现象。

本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型的自均衡储能电池用模块电池的内部结构示意图；

图2为本实用新型的正极板的结构示意图；

图3为现有技术中的正极板的结构示意图；

图4为本实用新型的自均衡储能电池的结构示意图。

附图标记：

1-外壳，2-自均衡储能电池用模块电池，21-单体电池，31-第一极耳，32-第二极耳，41-第一筋条，42-第二筋条，5-输出端子，6-端子护盖，7-提手，8-正输出铜排，9-负输出铜排。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本实用新型一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

本实用新型提供了一种自均衡储能电池用模块电池，如图1所示为自均衡储能电池用模块电池的内部结构示意图，自均衡储能电池用模块电池2包括4个单体电池21，每个单体电池21的规格均为2V 10～100Ah，每2个单体电池21串联后，两组串联后的单体电池21再并联。

与现有技术相比，本实用新型的自均衡储能电池用模块电池采用两组串联后的单体电池再并联的结构设计，如果其中一组单体电池性能落后，不影响整个模块电池的使用，依然保持较高容量；使电流分布均衡，可靠性增加。

具体的，自均衡储能电池用模块电池2还包括电池壳，电池壳的材料为ABS树脂，电池壳上设计有多个竖向的排气槽，便于电池间散热。

具体的，上述单体电池21包括交替层叠设置的多个正极板和多个负极板。

具体的，上述正极板包括边框和极耳，边框包括上边框、下边框、左边框和右边框；如图2所示为正极板的结构示意图；正极板的边框内设置多条横竖交叉的筋条，上述筋条包括多条沿极板面横向分布的第一筋条41和多条沿极板面纵向分布的第二筋条42，上述第一筋条41设置为波浪形。正极板的第一筋条设置为波浪形，如此设置能够加速电子传导速度，降低极板电阻，提升极板导电性能。

具体的，为了降低成本，波浪形的第一筋条41的最高点和最低点的高度差为3～4mm。

具体的，上述正极板的极耳包括第一极耳31和第二极耳32，沿上边框的长度方向，第一极耳31和第二极耳32对称设置在上边框上；第一极耳31和第二极耳32所在平面与正极板的极板面平行。

具体的，正极板中，第一极耳31和第二极耳32的尺寸相同。

具体的，第一极耳31和第二极耳32之间的距离d(d指的是第一极耳31和第二极耳32的最近的两条边之间的距离，下文中也均是指的这个距离)与单极耳的宽度w、上边框的长度L1的关系如下：L1＞d＞w。

具体的，上述正极板的电阻为1.4～1.85mΩ。

如图3所示为现有技术中的储能电池的正极板结构示意图，储能电池的正极板的筋条多设置为矩形，极板电阻为5.3mΩ，极板电阻较高，导电性能较差；本实用新型通过对正极板进行改进，以降低极板电阻，极板的电阻越低电池内阻越低，放电性能越好。

具体的，每个负极板均包括边框和极耳，边框包括上边框、下边框、左边框和右边框；每个负极板的极耳的数量为1个，称之为单极耳，单极耳位于负极板的上边框的中间位置，单极耳所在平面与负极板的极板面平行。

具体的，自均衡储能电池用模块电池2的规格为4V20Ah～4V200Ah，例如4V 77Ah。

另一方面，本实用新型还提供了一种自均衡储能电池，如图4所示，自均衡储能电池包括外壳1和腔体，腔体内分为多个单元，每个单元内设有上述自均衡储能电池用模块电池2，多个上述自均衡储能电池用模块电池2并联。

具体的，自均衡储能电池用模块电池2的数量为2～20个，例如自均衡储能电池用模块电池2的数量为10个。

现有的储能电池多采用2V1000Ah电池，与现有技术相比，本实用新型提供的自均衡储能电池通过将多个自均衡储能电池用模块电池并联，当单只自均衡储能电池用模块电池存在问题时，不影响整组电池的使用，依然保持较高容量；使电流分布均衡，可靠性增加。

具体的，多个自均衡储能电池用模块电池2的并联的方式是1×n或2×n结构。

具体的，外框1的尺寸为(490～515)mm×(290～315)mm×(180～200)mm。优选的，外框1的尺寸为506mm×309mm×190mm。

具体的，自均衡储能电池用模块电池2的尺寸为(145～155)mm×(95～105)mm×(160～180)mm。优选的，自均衡储能电池用模块电池2的尺寸为153mm×100mm×170mm。

具体的，上述10个自均衡储能电池用模块电池2并联的方式可以是2×5结构。

具体的，上述自均衡储能电池用模块电池2的重量约为6.5～8.5kg，例如自均衡储能电池用模块电池2的重量为7.3kg。

以自均衡储能电池用模块电池的规格为4V 77Ah，重量约为7.3kg，数量为10个为例，上述自均衡储能电池的比能量为4V×770Ah/73kg＝42.1Wh/kg。现有的常规2V1000Ah电池的重量约73kg；常规电池的比能量计算方法为：2V×1000Ah/73kg＝27.3Wh/Kg；可见，本实用新型的自均衡储能电池的比能量提升约54％。

具体的，本实用新型的单体电池的极群设计成紧装配，这是因为常规的2V1000Ah型电池因极板面大，没办法将装配压力设计得过大，过大会造成制造难度大，影响电池加酸，因而影响电池性能；而本实用新型的单体电池为小极片结构，板面高度小，可设计较大装配压力，比常规储能电池极群压力增加约10kpa～15kpa，装配压力适当增加有利于提升电池循环寿命。

具体的，自均衡储能电池的外壳1的材质为铝合金。

具体的，自均衡储能电池的外壳1的上表面可拆卸，方便将模块电池2装入或拿出。

具体的，外壳1的各面上均设置有多个排气孔，避免内部气压过高而产生安全隐患。

具体的，外壳1的内壁上设置有多个均匀分布的支撑条，支撑条的设置有利电池散热。

具体的，外壳1的一个侧面上设置有输出端子安装孔，输出端子安装孔采用橡胶材质，输出端子安装孔固定在外壳1的一个侧面上。使用时将输出端子5拧上即可。

具体的，为了保护输出端子5不受其它金属接触影响电池使用；自均衡储能电池还包括端子护盖6。端子护盖6用于盖住输出端子5。

具体的，外壳1的两个相对的侧面上还设置有可拆卸的提手7，安装完成后，提手7可自行取下，节约空间。

具体的，自均衡储能电池还包括正输出铜排8和负输出铜排9，正输出铜排8的一端连接所有模块电池的正极端子，正输出铜排8的另一端与外部正输出端子连接，负输出铜排9的一端连接所有模块电池的负极端子，负输出铜排9的另一端子与外部负输出端子接连。

与现有技术相比，本实用新型提供的自均衡储能电池通过将多个自均衡储能电池用模块电池并联，当单只自均衡储能电池用模块电池存在问题时，不影响整组电池的使用，依然保持较高容量；使电流分布均衡，可靠性增加。

本实用新型提供的自均衡储能电池的比能量提高，电池效能提高。

本实用新型提供的自均衡储能电池采用多个自均衡储能电池用模块电池并联，因此，每个自均衡储能电池用模块电池的极板尺寸减小，能够减少因极板高度过高而导致的严重酸分层现象。

本实用新型提供的自均衡储能电池的正极板的两个极耳对称的位于正极板上边框的左右两边，整个极板面电流分布均匀，降低电势损失，在大电流充放电时可以降低电池热量的产生，有利于电池高功率工作，延长电池的使用寿命。

本实用新型提供的自均衡储能电池的正极板的第一筋条设置为波浪形，如此设置能够加速电子传导速度，降低极板电阻，提升极板导电性能。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自均衡储能电池用模块电池，其特征在于，所述自均衡储能电池用模块电池(2)包括4个单体电池(21)，每个单体电池(21)的规格均为2V 10～100Ah，每2个单体电池(21)串联后，两组串联后的单体电池(21)再并联。

2.根据权利要求1所述的自均衡储能电池用模块电池，其特征在于，所述自均衡储能电池用模块电池(2)还包括电池壳，所述电池壳上设有多个竖向的排气槽。

3.根据权利要求1所述的自均衡储能电池用模块电池，其特征在于，所述单体电池(21)包括交替层叠设置的多个正极板和多个负极板。

4.根据权利要求3所述的自均衡储能电池用模块电池，其特征在于，所述正极板包括边框和极耳，所述边框包括上边框、下边框、左边框和右边框；所述正极板的边框内设置多条横竖交叉的筋条，所述筋条包括多条沿极板面横向分布的第一筋条(41)和多条沿极板面纵向分布的第二筋条(42)，所述第一筋条(41)设置为波浪形。

5.根据权利要求4所述的自均衡储能电池用模块电池，其特征在于，所述波浪形的第一筋条(41)的最高点和最低点的高度差为3～4mm。

6.根据权利要求5所述的自均衡储能电池用模块电池，其特征在于，所述正极板的极耳包括第一极耳(31)和第二极耳(32)，沿所述上边框的长度方向，所述第一极耳(31)和所述第二极耳(32)对称设置在所述上边框上；所述第一极耳(31)和所述第二极耳(32)所在平面与所述正极板的极板面平行。

7.根据权利要求6所述的自均衡储能电池用模块电池，其特征在于，所述正极板的电阻为1.4～1.85mΩ。

8.根据权利要求7所述的自均衡储能电池用模块电池，其特征在于，所述自均衡储能电池用模块电池(2)的规格为4V20Ah～4V200Ah。

9.一种自均衡储能电池，其特征在于，包括多个权利要求1-8任一项所述的自均衡储能电池用模块电池(2)。

10.根据权利要求9所述的自均衡储能电池，其特征在于，多个所述的自均衡储能电池用模块电池(2)并联。

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