CN218731255U - 一种簇架及储能设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种簇架及储能设备，所述簇架包括前立柱、后立柱以及设置在所述前立柱与所述后立柱之间的横梁，所述后立柱内设有沿高度方向延伸的中心风道以及与所述中心风道连通的多个进风通孔和多个出风通孔，所述进风通孔的面积小于所述出风通孔的面积。通过在后立柱上形成贯通后立柱高度方向上的中心风道，可以实现外界冷风在后立柱高度方向上的流动，通过采用进风通孔的面积小于出风通孔的面积，保证中心风道的进风更加顺畅，可以使得位于同一列上的电池模组上的进风量更加均匀，提高储能设备的散热均匀性，避免或减少了储能设备热失控的风险，提高热管理效率。

Description

一种簇架及储能设备

技术领域

本申请一般涉及电池技术领域，具体涉及一种簇架及储能设备。

背景技术

近年来新能源汽车日益升温，具有高效节能、低排放或零排放优势的电动汽车重新获得了生机，并受到世界各国的广泛重视，是国际节能环保汽车发展的主攻方向。动力电池作为电动汽车的核心零部件之一，其产业化的应用越来越受到关注，对动力电池管理系统的要求也越来越高。铅酸、镍氢、锂电池的应用都还处于起步期或者发展期，具有很大完善提高的空间的同时也还存在很多问题。

目前动力电池的应用还有很多方面亟待解决与提高，主要表现为电池的一致性、电性能、安全性等几个方面。其中一致性是制约电动汽车动力电池质量的关键因素，而温度的一致性又是问题中很重要并且难解决的问题。重要是因为温度的高低直接关系到电池的寿命长短以及电池的性能表现和安全性。

实用新型内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种簇架及储能设备，可以提高储能设备的散热均匀性，避免或减少了储能设备热失控的风险，提高热管理效率。

第一方面，本申请提供了一种簇架，包括：

包括前立柱、后立柱以及设置在所述前立柱与所述后立柱之间的横梁，所述后立柱内设有沿高度方向延伸的中心风道以及与所述中心风道连通的多个进风通孔和多个出风通孔，所述进风通孔的面积小于所述出风通孔的面积。

可选地，所述后立柱包括靠近所述横梁的出风面和与所述出风面相对设置的进风面，所述多个进风通孔在所述进风面上沿所述后立柱高度方向排列，所述出风面在所述出风面上沿所述后立柱高度方向排列。

可选地，每一所述出风通孔对应一个或者多个所述进风通孔。

可选地，所述后立柱在垂直于所述后立柱高度方向的方向上的截面形状为方形。

可选地，所述横梁呈L型，所述横梁包括垂直设置的第一梁面和与第二梁面，所述第二梁面固定设置在所述前立柱与所述后立柱上，所述第二梁面上设置有与所述横梁弹性连接的导轨，位于相邻两个所述前立柱之间的两个导轨之间的距离小于设有所述两个导轨的两个横梁的两个第二梁面之间的距离。

可选地，所述导轨在靠近所述后立柱的一侧设置有限位块，所述限位块与所述导轨之间弹性连接。

第二方面，本申请提供了一种储能设备，包括以上任一所述的簇架以及多个储能装置，多个所述储能装置在所述簇架上沿所述簇架长度方向和高度方向阵列设置。

可选地，所述储能装置包括：

外壳，所述外壳包括沿所述簇架长度方向设置的两侧面以及沿所述簇架的高度方向相对设置的顶面和底面；所述两侧面上设置有进风侧口；

设置在所述外壳内的多个电芯。

可选地，每一所述电池模组的侧面对应至少两组进风侧口，其中，至少一组所述进风侧口靠近所述电芯的上表面。

可选地，所述外壳包括与所述前立柱固定连接的前面以及与所述前面相对的后面，所述前面上设置有出风口，所述后面上设置有与所述出风口相对的进风口。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请实施例提供的簇架及储能设备，通过在后立柱上开设进风通孔和出风通孔，外接冷风可以进入电池模组与位于同一高度的相邻电池模组之间的缝隙中，使得相邻两列电池模组能够及时散热；通过在后立柱上形成贯通后立柱高度方向上的中心风道，可以实现外界冷风在后立柱高度方向上的流动，通过采用进风通孔的面积小于出风通孔的面积，保证中心风道的进风更加顺畅，可以使得位于同一列上的电池模组上的进风量更加均匀，提高储能设备的散热均匀性，避免或减少了储能设备热失控的风险，提高热管理效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请的实施例提供的一种储能设备的结构示意图；

图2为本申请的实施例提供的一种簇架的结构示意图；

图3为本申请的实施例提供的一种后立柱的结构示意图；

图4为本申请的实施例提供的一种后立柱的出风面侧的示意图；

图5为本申请的实施例提供的一种后立柱的进风面侧的示意图；

图6为本申请的实施例提供的一种横梁的结构示意图；

图7为本申请的实施例提供的一种储能装置的结构示意图。

图中：

1000、储能装置；2000、簇架；

210、前立柱、220、后立柱；230、横梁；

221、进风面；222、出风面；

10、中心风道；20、进风通孔；30、出风通孔；

231、第一梁面；232、第二梁面；

40、导轨；50、限位块；

110、外壳；120、电芯；130、风机；

111、前面；112、后面；113、侧面；

60、出风口；70、进风口；80、进风侧口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请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相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请详见图1，本申请提供了一种簇架2000，包括：

前立柱210、后立柱220以及设置在所述前立柱210与所述后立柱220之间的横梁230，所述后立柱220内设有沿高度方向延伸的中心风道10以及与所述中心风道10连通的多个进风通孔20和多个出风通孔30，所述进风通孔20的面积小于所述出风通孔30的面积。

在本申请中，出风通孔30用于将来自后立柱220上中心通道的空气流向储能设备1000中，即储能设备外部的空气进入到储能设备内部，进风通孔20用于将来自中心通道的风流向储能设备外部，即储能设备内部的空气进入到储能设备的外部。

本申请通过在后立柱220上开设进风通孔20和出风通孔30，外接冷风可以进入储能设备1000与位于同一高度的相邻储能设备1000之间的缝隙中，使得相邻两列储能设备1000能够及时散热；通过在后立柱220上形成贯通后立柱220高度方向上的中心风道10，可以实现外界冷风在后立柱220高度方向上的流动，通过采用进风通孔20的面积小于出风通孔30的面积，保证中心风道10的进风更加顺畅，可以使得位于同一列上的储能设备1000上的进风量更加均匀，提高储能设备的散热均匀性，避免或减少了储能设备热失控的风险，提高热管理效率。

在本申请实施例中，所述横梁230与所述前立柱210和后立柱220之间形成多个安装空间用于放置多个储能设备1000，多个储能设备1000可以以串联、并联或串并联的方式进行电连接。所述多个储能设备1000在所述簇架2000上沿所述簇架2000长度方向和高度方向阵列设置，在本实施例中储能设备1000在簇架2000上沿簇架2000高度方向排列形成多行储能设备1000，储能设备1000在簇架2000上沿簇架2000长度方向排列形成多列储能设备1000。在本申请中定义沿簇架2000宽度方向为第一方向X，沿簇架2000长度方向为第二方向Y，沿簇架2000高度方向为第三方向Z。

在本申请中位于同一前立柱210(后立柱220)两侧的横梁230之间，通过前立柱210(后立柱220)进行间隔，在相邻两列储能设备1000之间的缝隙中形成贯通储能设备高度方向上的进风风道，进风风道可以从簇架2000顶部延伸至最下方的储能设备1000。另外，簇架2000的顶部没有完全封闭，上方的冷风可以经进风风道进入相邻两列储能设备1000的侧面203，并经侧面203进风部进入到储能设备1000内部，对储能设备1000进行散热，提升了储能设备1000的散热效果。

可选地，如图3-5所示，所述后立柱220包括靠近所述横梁230一侧的出风面222和与所述出风面222相对设置的进风面221，所述多个进风通孔20在所述进风面221上沿所述后立柱220高度方向排列，所述出风面222在所述出风面222上沿所述后立柱220高度方向排列。通过在每一后立柱220上设置多个进风通孔20，可以增加进入后立柱220的中心风道10的进风量，同时使得在后立柱220的高度方向上进风量均匀，通过在每一后立柱220上设置多个出风通孔30，可以增加进入与后立柱220相邻的储能设备1000的冷风量，同时使得沿立柱高度方向上的出风量均匀，提高散热均匀性效果。

可选地，如图3所示，所述后立柱220在垂直于所述后立柱220高度方向上的截面形状为方形。例如后立柱220可以采用方钢结构，可以降低立柱的重量，又可以保证结构的强度，无需增加额外工序即可在中间形成中空的中心风道10，同时方便横梁230在后立柱220上的固定连接，另外，还可以方便进风通孔20和出风通孔30的加工，具有加工精度高等优点。

需要说明的是，本申请中的进风通孔20和出风通孔30呈圆形、椭圆形、方形、多边形、由曲线构成的形状、或由曲线与直线构成的形状或者其他不规则形状。可以根据需要选择不同形状的进风通孔20和出风通孔30，采用规则形状的进风通孔20和出风通孔30，能够保证垫片的机械强度。

本申请中每一所述出风通孔30对应一个或者多个所述进风通孔20。在一个实施例中，如图4所示，所述进风通孔20和所述出风通孔30均呈跑道型通孔，其中，一个所述出风通孔30在所述进风面221的投影覆盖一个所述进风通孔20，所述进风通孔20的面积为所述出风通孔30的面积50％～80％。通过增大出风通孔30的面积，可以有效提高进入储能装置1000与储能装置1000之间的出风量；通过减小进风通孔20的面积，提高进风口70位置处的风速，提高后立柱220中心风道10内的空气流动，使储能设备内的各个储能设备1000散热更加均匀。

在另一个实施例中，如图5所示，所述进风通孔20呈圆形通孔，所述出风通孔30呈跑道型通孔，每一所述出风通孔30对应两个或多个进风通孔20，通过在后立柱220的进风面221上增加进风通孔20的面积，增加进风通孔20的数量，在增加进入后立柱220的中心风道10的进风量的同时，可以使得后立柱220在沿高度方向上的进风更加顺畅均匀，提高储能设备1000的散热均匀性。

在本申请实施例中，处于同一高度的相邻两个横梁230之间形成用于安装所述储能装置1000的安装空间，可选地，如图6所示，所述横梁230呈L型，所述横梁包括垂直设置的第一梁面231和与第二梁面232，所述第二梁面232固定设置在所述前立柱210与所述后立柱220上，所述第二梁面232上设置有与所述横梁230弹性连接的导轨40，位于相邻两个所述前立柱210之间的两个导轨40之间的距离小于设有所述两个导轨40的两个横梁230的两个第二梁面232之间的距离。

其中，所述第一梁面231用于承载放置在所述簇架2000上的储能装置1000，所述第一梁面231与所述储能装置1000的底面205接触，所述第二梁面232用于所述横梁230与前立柱210和后立柱220的固定。在本申请实施例中位于簇架2000除边缘位置外的其他前立柱210和后立柱220的两侧均设置有横梁230，用于放置储能装置1000。为了方便储能装置1000的放置和固定，与同一所述储能装置1000接触的两个导轨40之间的距离小于对应同一所述储能装置1000的两第二梁面232之间的距离。

本申请中通过横梁230实现对于储能装置1000的支撑，方便所述储能装置1000的安装与固定；通过在横梁230上设置作为导向结构的导轨40，可以方便储能装置1000的安装，同时导轨40与横梁230之间弹性连接，可以起到一定的限位作用，同时导轨40对储能装置1000施加一定的预应力，防止储能装置1000发生偏移；同时允许储能设备在受到震动等情况时，通过弹性连接的导轨40实现吸震减震功能。

需要说明的是，在本申请实施例中并不限制导轨40的设置方式，导轨40可以为与横梁230相同材质，例如为不锈钢，导轨40还可以为其他材质，包括金属或者非金属材质，本申请对此并不限制。所述导轨40与所述横梁230为一体式结构，通过板材弯折形成所述导轨40，通过一体成型的方式可以增加导轨40与横梁230之间的连接强度；所述导轨40与所述横梁230还可以为分体式结构，导轨40与横梁230之间存在一定的弯折角度，导轨40可以通过焊接或者粘合方式固定在横梁230上，通过分体设置的导轨40可以简化导轨40的设置方式，可以实现在横梁230上不同导轨40的不同设置方式。

可选地，所述导轨40在靠近所述后立柱220的一侧设置有用于限制所述储能装置1000沿所述簇架2000宽度方向的移动位置的限位块50，所述限位块50与所述导轨40之间弹性连接。

通过限位块50可以对于储能装置1000在横梁230上沿横梁230宽度方向上的移动进行限位，方便储能装置1000的固定连接，同时导轨40与限位块50之间弹性连接，可以通过限位块50对储能装置1000施加一定的预应力，防止储能装置1000发生偏移；同时允许储能设备在受到震动等情况时，通过弹性连接的限位块50实现吸震减震功能。

需要说明的是，在本申请实施例中并不限制限位块50的设置方式，限位块50可以为与导轨40相同材质，例如为铝材，限位块50还可以为其他材质，包括金属或者非金属材质，本申请对此并不限制。所述限位块50与所述导轨40为一体式结构，通过一体成型的方式可以增加限位块50与导轨40之间的连接强度；所述限位块50与所述导轨40还可以为分体式结构，限位块50可以通过焊接或者粘合方式固定在导轨40上，通过分体设置的限位块50可以简化限位块50的设置方式，可以实现在导轨40上不同限位块50的不同设置方式。

基于相同的发明构思，本申请提供了一种储能设备，包括如以上所述的簇架2000以及设置在所述簇架2000上的多个储能装置1000，所述多个储能设备1000在所述簇架2000上沿所述簇架2000长度方向和高度方向阵列设置。在本申请实施例中，如图7所示，所述储能设备1000具体包括：

外壳110，所述外壳110包括沿所述簇架2000长度方向设置的两侧面以及沿所述簇架2000的高度方向相对设置的顶面204和底面205；所述两侧面上设置有进风侧口80；

设置在所述外壳110内的多个电芯120。

通过设置在外壳110上的进风侧口80，可以实现储能设备1000从侧面上进风，使得相邻两列储能设备1000能够及时从侧面203实现散热；同时，在本申请中进风侧口80的位置与后立柱220上出风口60的位置相对应，通过进风侧口80向后立柱220的出风口60提供吸力，可以使得冷风快速由进风侧口80进入到储能设备1000中。

进风侧口80可以为多个圆形孔、椭圆形孔、多边形孔等。示例性地，进风侧口80为多个椭圆形孔，椭圆形孔沿所述电芯组200高度方向延伸，且在所述进风侧口80在所述电芯组200高度方向上至少超过所述电芯组200的上表面，即由进风侧口80进入的冷风可以直接进入到电芯组200上表面与外壳110形成的上层空间中，提高上表面的散热效果。

在本申请实施例中，所述外壳110包括与所述前立柱210固定连接的前面111以及与所述前面111相对的后面112，所述前面111上设置有出风口60，所述后面112上设置有与所述出风口60相对的进风口70。

通过设置在外壳110后面112上的进风口70可以与进风侧口80同时进风以提升进风口70的进风量和出风口60的出风量，进而有利于风道通路畅通，保证冷风能够均匀的降低电池的温度，减小电池之间的温差，最终保证外壳110内电池温度的均一性，增加电池的使用寿命。进风口70和出风口60可以为多个圆形孔、椭圆形孔或、多边形孔等。

在本实施例中，外壳110上还设置有风机130，风机130可以设置为抽风式(风机130抽出外壳110内部的空气)，也可以设置为鼓风式(风机130将空气注入外壳110内部)。在本申请中以风机130为抽风式进行示例性描述，风机130设置在出风口60处的外壳110上。风机130产生的气流具体可以是空气气流，也可以是其他用于吸收热量的气体的气流。

可选地，每一所述储能设备1000的侧面113对应至少两组进风侧口80，其中，至少一组所述进风侧口80靠近所述电芯120的上表面。通过增加侧面上进风侧口80对应的进风通孔20的数量，可以增加进风量以及向储能设备1000的进风效率，提高散热效果；通过将进风通孔20的位置靠近电芯120的上表面，可以提高储能设备1000上表面的散热效果。另外，结合本申请实施例中将进风侧口80延伸到电芯120上表面，可以进一步提高对于储能设备1000上表面的散热效果。

侧面需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。

Claims (10)

1.一种簇架，其特征在于，包括：

前立柱、后立柱以及设置在所述前立柱与所述后立柱之间的横梁，所述后立柱内设有沿高度方向延伸的中心风道以及与所述中心风道连通的多个进风通孔和多个出风通孔，所述进风通孔的面积小于所述出风通孔的面积。

2.根据权利要求1所述的簇架，其特征在于，所述后立柱包括靠近所述横梁的出风面和与所述出风面相对设置的进风面，所述多个进风通孔在所述进风面上沿所述后立柱高度方向排列，所述出风面在所述出风面上沿所述后立柱高度方向排列。

3.根据权利要求1所述的簇架，其特征在于，每一所述出风通孔对应一个或者多个所述进风通孔。

4.根据权利要求1所述的簇架，其特征在于，所述后立柱在垂直于所述后立柱高度方向的方向上的截面形状为方形。

5.根据权利要求1所述的簇架，其特征在于，所述横梁呈L型，所述横梁包括垂直设置的第一梁面和与第二梁面，所述第二梁面固定设置在所述前立柱与所述后立柱上，所述第二梁面上设置有与所述横梁弹性连接的导轨，位于相邻两个所述前立柱之间的两个导轨之间的距离小于设有所述两个导轨的两个横梁的两个第二梁面之间的距离。

6.根据权利要求5所述的簇架，其特征在于，所述导轨在靠近所述后立柱的一侧设置有限位块，所述限位块与所述导轨之间弹性连接。

7.一种储能设备，其特征在于，包括如权利要求1～6任一项所述的簇架，以及多个储能装置，多个所述储能装置在所述簇架上沿所述簇架长度方向和高度方向阵列设置。

8.根据权利要求7所述的储能设备，其特征在于，所述储能装置包括：

外壳，所述外壳包括沿所述簇架长度方向设置的两侧面以及沿所述簇架的高度方向相对设置的顶面和底面；所述两侧面上设置有进风侧口；

设置在所述外壳内的多个电芯。

9.根据权利要求8所述的储能设备，其特征在于，每一所述外壳的侧面对应至少两组进风侧口，其中，至少一组所述进风侧口靠近所述电芯的上表面。

10.根据权利要求8所述的储能设备，其特征在于，所述外壳包括与所述前立柱固定连接的前面以及与所述前面相对的后面，所述前面上设置有出风口，所述后面上设置有与所述出风口相对的进风口。

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