CN218569032U - 一种储能电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，公开了一种储能电池模组。该储能电池模组包括电芯组件和电芯支架，所述电芯组件包括多个圆柱电芯，所述圆柱电芯为磷酸铁锂电芯；电芯支架包括顶部支架和底部支架，所述顶部支架设置于所述电芯组件的顶部，所述底部支架用于承托所述电芯组件，所述顶部支架与所述底部支架连接以夹持所述电芯组件。采用圆柱型的磷酸铁锂电芯组成模组，因圆柱电芯的生产技术难度低，且工艺成熟，使得模组成本低。且因圆柱电芯的形状特性，多个圆柱电芯在排列过程中势必存在间隙，使得圆柱电芯形成模组后的散热效果好，能够降低电芯热失控的风险。

Description

一种储能电池模组

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种储能电池模组。

背景技术

“碳中和”的背景下，全球储能加速发展，市场对储能电池需求增加。目前，市场上多数户用储能产品采用方形磷酸铁锂电池组成模组。但方形的磷酸铁锂电池成组成本高，且方形的电芯排布紧密，散热性能差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种储能电池模组，以解决成组成本高、散热性能差的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种储能电池模组，包括：

电芯组件，所述电芯组件包括多个圆柱电芯，所述圆柱电芯为磷酸铁锂电芯；

电芯支架，包括顶部支架和底部支架，所述顶部支架设置于所述电芯组件的顶部，所述底部支架用于承托所述电芯组件，所述顶部支架与所述底部支架连接以夹持所述电芯组件。

作为上述储能电池模组的一种可选方案，所述圆柱电芯包括外壳以及绝缘膜，所述外壳为铝壳，所述绝缘膜包覆于所述外壳外侧。

作为上述储能电池模组的一种可选方案，所述圆柱电芯还包括设置于所述外壳上的防爆阀。

作为上述储能电池模组的一种可选方案，所述顶部支架和所述底部支架二者中的一个上设置有固定柱，所述固定柱位于相邻的所述圆柱电芯之间，另一个上设置有支架紧固件，所述支架紧固件与所述固定柱连接。

作为上述储能电池模组的一种可选方案，所述电芯组件包括多个电芯排，每个所述电芯排包括沿直线排列的多个所述圆柱电芯，所述圆柱电芯的一端设置有正极，另一端设置有负极；

同一所述电芯排中，所述圆柱电芯的同一端的电极极性相同；相邻的两排所述电芯排中，所述圆柱电芯的同一端的电极极性相反。

作为上述储能电池模组的一种可选方案，所述储能电池模组还包括导电排组件，所述导电排组件用于将同一所述电芯排中的多个所述圆柱电芯并联，并将相邻两个所述电芯排中的多个所述圆柱电芯串联。

作为上述储能电池模组的一种可选方案，所述储能电池模组还包括电压采集组件，所述电压采集组件包括电压采集线，所述电压采集线的一端与所述导电排组件连接，另一端为电压采集输出端。

作为上述储能电池模组的一种可选方案，多个所述电芯排中，位于两端的两个所述电芯排分别为正极输出排和负极输出排；

所述导电排组件包括：

负极输出复合排，所述负极输出复合排与所述负极输出排连接，以将所述负极输出排中的多个所述圆柱电芯并联；

正极输出复合排，所述正极输出复合排与所述正极输出排连接，以将所述正极输出排中的多个所述圆柱电芯并联；

串联汇流排，相邻的两个所述电芯排通过所述串联汇流排串联。

作为上述储能电池模组的一种可选方案，所述负极输出复合排、所述正极输出复合排和所述串联汇流排上均设置有连接部，每个所述连接部均连接有所述电压采集线。

作为上述储能电池模组的一种可选方案，至少部分所述电压采集线的端部缠绕有导电紧固件，所述导电紧固件与所述连接部固定，以电连接所述连接部和所述电压采集线。

作为上述储能电池模组的一种可选方案，所述顶部支架和所述底部支架上设置有定位槽和走线槽，所述定位槽与所述走线槽连通，至少部分所述连接部位于所述定位槽内，至少部分所述电压采集线位于所述走线槽内。

作为上述储能电池模组的一种可选方案，所述储能电池模组还包括温度采集组件，所述温度采集组件包括温度传感器以及温度采集线，所述温度传感器设置于所述圆柱电芯的外壁上，所述温度采集线与所述温度传感器连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的储能电池模组中，采用圆柱型的磷酸铁锂电芯组成模组，因圆柱电芯的生产技术难度低，且工艺成熟，使得模组成本低。且因圆柱电芯的形状特性，多个圆柱电芯在排列过程中势必存在间隙，使得圆柱电芯形成模组后的散热效果好，能够降低电芯热失控的风险。

附图说明

图1是本实用新型提供的储能电池模组在未装配时的结构示意图；

图2是本实用新型提供的储能电池模组未装配导电排组件时的结构示意图；

图3是本实用新型提供的串联汇流排的结构示意图；

图4是本实用新型提供的储能电池模组的侧视图一；

图5是本实用新型提供的储能电池模组的侧视图二。

图中：

10、圆柱电芯；11、正极；12、负极；13、防爆阀；21、顶部支架；211、顶部避让通孔；212、定位柱；22、底部支架；221、底部避让通孔；222、固定柱；223、走线槽；224、定位槽；23、支架紧固件；31、负极输出复合排；32、正极输出复合排；33、串联汇流排；331、导电部；332、定位孔；301、连接部；23、支架紧固件；41、电压采集线；42、温度采集线；43、线束；44、导电紧固件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本实施例提供了储能电池模组，包括电芯组件和电芯支架。电芯组件包括多个圆柱电芯10，圆柱电芯10为磷酸铁锂电芯。电芯支架包括顶部支架21和底部支架22，顶部支架21设置于电芯组件的顶部，底部支架22用于承托电芯组件，顶部支架21与底部支架22连接以夹持电芯组件。本实施例采用圆柱型的磷酸铁锂电芯组成模组，因圆柱电芯10的生产技术难度低，且工艺成熟，使得模组成本低。且因圆柱电芯10的形状特性，多个圆柱电芯10在排列过程中势必存在间隙，使得圆柱电芯10形成模组后的散热效果好，能够降低电芯热失控的风险。

进一步地，圆柱电芯10包括外壳以及包覆于外壳外侧的绝缘膜，通过绝缘膜覆盖在外壳表面，能够提高圆柱电芯10的绝缘性，提高使用安全和储能电池模组可靠性。

本实施例中，外壳为铝壳，铝壳的密度低，有利于降低储能电池模组的重量；铝具有较好的导热性，有利于电芯散热。

为方便电芯支架固定电芯组件，底部支架22上设置有固定柱222，固定柱222向上凸设，固定柱222位于相邻的圆柱电芯10之间间隙内；顶部支架21上设置有支架紧固件23，支架紧固件23与固定柱222连接，以将顶部支架21和底部支架22固定，从而夹持固定二者之间的电芯组件，以形成模组。本实施例中，支架紧固件23为螺钉，螺钉螺纹连接于固定柱222，拆装方便。

一些实施例中，固定柱222可以设置在顶部支架21上，对应地，支架紧固件23设置在底部支架22上。

为提高电芯支架的结构强度，固定柱222的周向设置有多个加强肋，加强肋由固定柱222的周向外壁延伸并与底部支架22连接，以起到加强作用。

为避免圆柱电芯10热失控后爆炸，圆柱电芯10还包括设置于外壳上的防爆阀13，防爆阀13能够与外壳内部连通，且在外壳内压力达到预设值时打开，以使圆柱电芯10泄压，避免圆柱电芯10爆炸。本实施例中，防爆阀13设置在圆柱电芯10的轴向端面。

此处需要说明的是，防爆阀13为本领域的成熟技术，本实施例中的防爆阀13可以采用现有技术中任一种结构以及原理，只要能够在电芯内部压力达到预设值时打开实现泄压即可，本实施例不再具体介绍防爆阀13的结构。

为了将多个圆柱电芯10串并联，储能电池模组还包括导电排组件，导电排组件用于将同一电芯排中的多个圆柱电芯10并联，并将相邻两个电芯排中的多个圆柱电芯10串联。

为方便导电排组件与圆柱电芯10电连接，顶部支架21上设置有多个顶部避让通孔211，顶部避让通孔211与圆柱电芯10一一对应设置，以使圆柱电芯10顶部的电极外露，从而与导电排组件接触。同样地，底部支架22上设置有多个底部避让通孔221，底部避让通孔221与圆柱电芯10一一对应设置，以使圆柱电芯10底部的电极外露，从而与导电排组件接触。

为进一步提高圆柱电芯10的固定效果，底部避让通孔221为台阶孔，以在底部避让通孔221内形成台阶面，圆柱电芯10的底端伸入底部避让通孔221内，并与台阶面抵接，以对圆柱电芯10定位，提高圆柱电芯10的稳定性。

本实施例中，电芯组件包括多个电芯排，每个电芯排包括沿直线排列的多个圆柱电芯10，圆柱电芯10的一端设置有正极11，另一端设置有负极12。为方便多个圆柱电芯10串并联，同一电芯排中，圆柱电芯10的同一端的电极极性相同；相邻的两排电芯排中，圆柱电芯10的同一端的电极极性相反。

如图2所示，本实施例中的储能电池模组共设置有八个电芯排，每个电芯排包括四个圆柱电芯10，由左至右，八个电芯排中圆柱电芯10顶端的电极按照负极12、正极11的顺序交替设置。

结合图1-图3所示，导电排组件包括负极输出复合排31、正极输出复合排32和串联汇流排33。多个电芯排中，位于两端的两个电芯排中的一个为正极输出排，另一个为负极输出排，其余电芯排为中间电芯排。负极输出复合排31用于与负极输出排中的圆柱电芯10的电极连接，以将负极输出排中的多个圆柱电芯10并联。正极输出复合排32用于与正极输出排中的圆柱电芯10的电极连接，以将正极输出排中的多个圆柱电芯10并联。电芯组件的上端和下端均设置有串联汇流排33，位于顶部支架21上的串联汇流排33用于将相邻的两个中间电芯排串联，位于底部支架22上的串联汇流排33用于将相邻的两个电芯排串联。

以本实施例提供的储能电池模组为例，位于左侧的电芯排为负极输出排，与之连接的为负极输出复合排31；位于右侧的电芯排为正极输出排，与之连接的为正极输出复合排32；其余的六个电芯排为中间电芯排。顶部支架21上设置有三个串联汇流排33，用于将六个中间电芯排两两串联。底部支架22上设置有四个串联汇流排33，用于将八个电芯排两两串联。

具体地，负极输出复合排31和正极输出复合排32均设置在顶部支架21上，负极输出复合排31和正极输出复合排32中的导电部331均与对应的顶部避让通孔211正对，以与圆柱电芯10顶端的负极12或正极11接触，负极输出复合排31和正极输出复合排32的其余位置均与顶部支架21接触，以达到与圆柱电芯10绝缘处理的效果，避免圆柱电芯10短路。顶部支架21和底部支架22上均设置有串联汇流排33，同样地，串联汇流排33的导电部331与顶部避让通孔211或底部避让通孔221正对，以便与电极接触；串联汇流排33的其余位置均与顶部支架21或底部支架22接触。

在其他实施例中，负极输出复合排31和正极输出复合排32可以均设置在底部支架22上，或负极输出复合排31和正极输出复合排32中的一个设置在顶部支架21上，另一个设置在底部支架22上，均可以将多个圆柱电芯10串并联。

为提高导电排组件与电芯支架的定位效果，顶部支架21和底部支架22上均设置有定位柱212，负极输出复合排31、正极输出复合排32和串联汇流排33上均设置有定位孔332，负极输出复合排31、正极输出复合排32和串联汇流排33在与电芯支架装配时，定位柱212插入定位孔332内，以确定导电排组件的位置，提高导电排组件与电芯支架的定位精度。

本实施例中，导电排组件与圆柱电芯10通过激光焊接固定，以减小压差，降低温升。

可选地，导电排组件可以与电芯支架通过胶粘结或螺钉固定。

可选地，导流排组件的过流面积为25mm²，以保证过流能力。

为了更好获取储能电池模组的工作状态，储能电池模组还包括电压采集组件，电压采集组件能够采集储能电池模组的电压信息。电压采集组件包括电压采集线41，电压采集线41的一端与导电排组件连接，另一端作为电压采集输出端，以便采集电压。

结合图1、图3和图4所示，为方便电压采集线41与导电排组件接触，负极输出复合排31、正极输出复合排32和串联汇流排33上均设置有连接部301，每个连接部301均连接有电压采集线41。通过设置连接部301来与电压采集线41配合，能够方便采集电压，且保证了采集点数量。

可选地，连接部301沿电芯支架的侧面设置，以利用侧面空间连接电压采集线41，避免电压采集线41与圆柱电芯10顶端或底端的电极接触。

进一步地，至少部分电压采集线41缠绕在导电紧固件44上，导电紧固件44与连接部301固定，以电连接连接部301和电压采集线41。可选地，导电紧固件44可以为螺钉，通过螺钉电连接电压采集线41和连接部301，结构简单，且连接效果好，有利于顺利采集电压。

进一步地，顶部支架21和底部支架22上设置有相连通的定位槽224和走线槽223，至少部分连接部301位于定位槽224内，至少部分电压采集线41位于走线槽223内。通过设置定位槽224，能够进一步提高导电排组件与电芯支架的定位效果，通过设置走线槽223，能够固定至少部分电压采集线41，以提高电压采集线41与连接部301的固定效果。

进一步地，如图5所示，储能电池模组还包括温度采集组件，温度采集组件包括温度传感器以及温度采集线42，温度传感器设置于圆柱电芯10的外壁上，温度采集线42与所述温度传感器连接。

可选地，电压采集线41和温度采集线42可以汇集呈线束43，以使导线排布更整齐。

本实施例提供的储能电池模组中，采用圆柱磷酸铁锂电芯组成模组，圆柱电芯10的工艺成熟，材料成本低、生产效率高，模组零件少，模组成组成本较低，散热性能以及一致性优于方形电芯；因圆柱电芯10的固有特性，不需要考虑圆柱电芯10预紧力问题。圆柱电芯10装有防爆阀13，能够在圆柱电芯10热失控时打开，避免圆柱电芯10爆炸。圆柱电芯10采用铝壳，有利于降低重量，提高散热效果。铝壳外设置绝缘膜，以提高绝缘效果，避免电芯短路。通过采集电压以及温度，能够对电压和温度进行监控，以便对异常情况进行准确、及时的判断和保护。采用圆柱电芯10成组，能量密度高，能实现大电流放电。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种储能电池模组，其特征在于，包括：

电芯组件，所述电芯组件包括多个圆柱电芯(10)，所述圆柱电芯(10)为磷酸铁锂电芯；

电芯支架，包括顶部支架(21)和底部支架(22)，所述顶部支架(21)设置于所述电芯组件的顶部，所述底部支架(22)用于承托所述电芯组件，所述顶部支架(21)与所述底部支架(22)连接以夹持所述电芯组件。

2.根据权利要求1所述的储能电池模组，其特征在于，所述圆柱电芯(10)包括外壳以及绝缘膜，所述外壳为铝壳，所述绝缘膜包覆于所述外壳外侧。

3.根据权利要求2所述的储能电池模组，其特征在于，所述圆柱电芯(10)还包括设置于所述外壳上的防爆阀(13)。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的储能电池模组，其特征在于，所述顶部支架(21)和所述底部支架(22)二者中的一个上设置有固定柱(222)，所述固定柱(222)位于相邻的所述圆柱电芯(10)之间，另一个上设置有支架紧固件(23)，所述支架紧固件(23)与所述固定柱(222)连接。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的储能电池模组，其特征在于，所述电芯组件包括多个电芯排，每个所述电芯排包括沿直线排列的多个所述圆柱电芯(10)，所述圆柱电芯(10)的一端设置有正极(11)，另一端设置有负极(12)；

同一所述电芯排中，所述圆柱电芯(10)的同一端的电极极性相同；相邻的两排所述电芯排中，所述圆柱电芯(10)的同一端的电极极性相反。

6.根据权利要求5所述的储能电池模组，其特征在于，所述储能电池模组还包括导电排组件，所述导电排组件用于将同一所述电芯排中的多个所述圆柱电芯(10)并联，并将相邻两个所述电芯排中的多个所述圆柱电芯(10)串联。

7.根据权利要求6所述的储能电池模组，其特征在于，所述储能电池模组还包括电压采集组件，所述电压采集组件包括电压采集线(41)，所述电压采集线(41)的一端与所述导电排组件连接，另一端为电压采集输出端。

8.根据权利要求7所述的储能电池模组，其特征在于，多个所述电芯排中，位于两端的两个所述电芯排分别为正极输出排和负极输出排；

所述导电排组件包括：

负极输出复合排(31)，所述负极输出复合排(31)与所述负极输出排连接，以将所述负极输出排中的多个所述圆柱电芯(10)并联；

正极输出复合排(32)，所述正极输出复合排(32)与所述正极输出排连接，以将所述正极输出排中的多个所述圆柱电芯(10)并联；

串联汇流排(33)，相邻的两个所述电芯排通过所述串联汇流排(33)串联。

9.根据权利要求8所述的储能电池模组，其特征在于，所述负极输出复合排(31)、所述正极输出复合排(32)和所述串联汇流排(33)上均设置有连接部(301)，每个所述连接部(301)均连接有所述电压采集线(41)。

10.根据权利要求9所述的储能电池模组，其特征在于，至少部分所述电压采集线(41)的端部缠绕有导电紧固件(44)，所述导电紧固件(44)与所述连接部(301)固定，以电连接所述连接部(301)和所述电压采集线(41)。

11.根据权利要求10所述的储能电池模组，其特征在于，所述顶部支架(21)和所述底部支架(22)上设置有定位槽(224)和走线槽(223)，所述定位槽(224)与所述走线槽(223)连通，至少部分所述连接部(301)位于所述定位槽(224)内，至少部分所述电压采集线(41)位于所述走线槽(223)内。

12.根据权利要求1-3中任一项所述的储能电池模组，其特征在于，所述储能电池模组还包括温度采集组件，所述温度采集组件包括温度传感器以及温度采集线(42)，所述温度传感器设置于所述圆柱电芯(10)的外壁上，所述温度采集线(42)与所述温度传感器连接。

Images