CN219436035U - 储能电池柜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及储能技术领域，本实用新型公开了一种储能电池柜。该储能电池柜包括：电池柜机架、多个层级电芯、以及电池管理组件；电池柜机架分层设置有多个电芯安装位；电芯安装位用于安装层级电芯；层级电芯包括偶数个串接的电芯；相邻的两个电芯设置在同侧的两个电极通过导电连接片连接，两个电极的极性相反；相邻的两个层级电芯之间设置有第一导热层；电池管理组件分别与各个层级电芯连接。本实用新型减少了插接件的使用，提高了电芯连接的可靠性，减少了成本，提高了空间利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及储能技术领域，尤其涉及一种储能电池柜。
背景技术
目前，传统的储能电池柜结构一般采用电芯、模组、簇三级架构。电芯作为最小储电单元，通过多个串并联组成模组，再将多个模组串联组成簇。其中，模组内电芯之间通常采用铝、铜、镍或铝/铜/镍的复合材料的片材通过焊接进行导电连接，模组与模组之间的导电连接通常采用电缆或铜/铝排及其插接件连接。
传统的这种三级架构，出于对电芯性能及状态一致性水平的顾虑等原因，在电芯和簇之间采用了模组这一层级架构，试图通过模块化的方式保留整簇内部的易维护性和模组的易替换性。但是，在实际应用中，当簇需要维护时，真正需要更换的其实往往是不在同一模组的几个电芯，但维护操作却需要更换对应的几个模组，虽然看起来更换模组操作相对简便，但实际更换成本较高。而且中间模组这一层级的存在，使得模组之间进行导电连接时只能采用插接件的形式，这既增加了成本又降低了模组之间连接的可靠性，而模组本身所需的紧固件，也会增加成本并增大储能电池柜实际的总体积和重量。
实用新型内容
针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种储能电池柜以增加电池柜中电芯连接件的可靠性，减小储能电池柜实际的总体积和重量。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种储能电池柜，包括电池柜机架、多个层级电芯、以及电池管理组件；
所述电池柜机架分层设置有多个电芯安装位；所述电芯安装位用于安装所述层级电芯；
所述层级电芯包括偶数个串接的电芯；相邻的两个所述电芯设置在同侧的两个电极通过导电连接片连接，所述两个电极的极性相反；
相邻的两个所述层级电芯之间设置有第一导热层；
所述电池管理组件分别与各个所述层级电芯连接。
可选地，相邻的两个所述电芯之间设置有第二导热层。
可选地，所述导电连接片的材质包括铜、铝或镍；所述导电连接片焊接于所述电极上。
可选地，所述层级电芯包括电芯结构组件、电芯管理芯片和采样线束；
所述电芯结构组件包括：
设置在所述层级电芯的上平面的上侧板，以及设置在所述层级电芯的下平面的下侧板；设置在所述层级电芯的左平面的左端板，以及设置在所述层级电芯的右平面的右端板；设置在所述层级电芯的前平面的前罩盖，以及设置在所述层级电芯的后平面的后罩盖；用于将所述上侧板固定在所述左端板和所述右端板之上的上支撑块；以及用于将所述下侧板固定在所述左端板和所述右端板之下的下支撑块；
所述电芯管理芯片设置在所述左端板或所述右端板上；
所述采样线束设置在所述前罩盖和/或所述后罩盖内；所述采样线束用于连接所述电芯管理芯片和所述电芯的电极。
可选地，所述电芯结构组件还包括：
设置在所述层级电芯的左平面或右平面的至少两个连接块；
通过穿设在所述连接块上的上螺杆和下螺杆连接所述左端板和所述右端板；
上下相邻的两个所述连接块共用一个螺杆。
可选地，所述左连接块或所述右连接块设置有线束凹槽；所述采样线束经过所述线束凹槽。
可选地，所述电池管理组件包括电堆管理系统、高压盒和逆变器；所述电堆管理系统分别与所述高压盒、所述逆变器和所述电芯管理芯片电性连接。
可选地，所述层级电芯设置有导热绝缘片；所述导热绝缘片与所述第一导热层连接。
可选地，所述第一导热层为液冷散热层或风冷散热层。
可选地，所述电池柜机架设置有管理组件安装位；所述管理组件安装位用于安装所述电池管理组件；所述管理组件安装位设置在所述电池柜机架的中上部。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
本实用新型的储能电池柜包括电池柜机架、多个层级电芯、以及电池管理组件；电池柜机架分层设置有多个电芯安装位；电芯安装位用于安装层级电芯；层级电芯包括偶数个串接的电芯；相邻的两个电芯设置在同侧的两个电极通过导电连接片连接，两个电极的极性相反；相邻的两个层级电芯之间设置有第一导热层；电池管理组件分别与各个层级电芯连接。本实用新型通过导电连接片将层级电芯中相邻的电芯连接，从而实现电芯之间的串联，提高了储能电池柜中电芯连接间的可靠性。同时，本实用新型中，通过在层级电芯中设置偶数个的电芯，保证了导电连接材料总长度的最短化；在相邻的两个层级电芯之间设置导热层，使得每个电芯处于统一的均热环境，有利于保证整体性能的发挥，增加了储能电池柜的循环次数，延长了储能电池柜的日历寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型提供的储能电池柜的结构示意图。
图2是本实用新型提供的层级电芯的结构示意图。
图3是本实用新型提供的电芯结构组件的一结构示意图。
图4是本实用新型提供的电芯结构组件的一局部结构示意图。
附图标记说明：
100—电池柜机架，200—层级电芯，300—第一导热层，400—管理组件安装位，201—电芯A，202—电芯A正极，203—电芯B，204—电芯B负极，205—导电连接片，206—第二导热层，211—后罩盖，212—前罩盖，213—上侧板，214—下侧板，215—左端板，216—右端板，217—上支撑块，218—下支撑块，220—线束凹槽，221—左连接块，222—右连接块，223—螺杆。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
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。
如图1所示，本实施例提供一种储能电池柜，包括电池柜机架100、多个层级电芯200、以及电池管理组件；
电池柜机架100分层设置有多个电芯安装位；所述电芯安装位用于安装层级电芯200。
层级电芯200包括偶数个串接的电芯；相邻的两个所述电芯设置在同侧的两个电极通过导电连接片203连接，所述两个电极的极性相反。
相邻的两个层级电芯200之间设置有第一导热层300。
电池管理组件分别与各个层级电芯200连接。
可理解地，如图1所示，电池柜机架100为多层框架结构，其中，电池柜机架100包括左半部和右半部，左半部或右半部可以是10层，左半部设置有10个电芯安装位，其中，处于顶部的三个电芯安装位可以安放包含16个电芯的层级电芯200；其余七个电芯安装位可以安放包含24个电芯的层级电芯200，方便储能电池柜的整体运输。
层级电芯200由偶数个串联在一起的电芯组成。如图2所示，在层级电芯200中，电芯201与电芯203相邻，电芯的正极202与电芯的负极204设置在同侧，电芯201的正极202与电芯203的负极204通过导电连接片205串联，从而实现电芯201与电芯203的串联，进而实现层级电芯200中偶数个的电芯之间的串联，最后实现储能电池柜中层级电芯200之间的串联，从而保证了导电连接材料总长度的最短化，降低了整体成本。
相邻的两个层级电芯200之间设置有第一导热层300。如图1所示，第一导热层300使得层级电芯200中的每个电芯处于统一的均热环境，有利于保证整体性能的发挥，增加了储能电池柜的循环次数，延长了储能电池柜的日历寿命。
电池管理组件分别与各个层级电芯200连接。如图1所示，电池管理组件集成在管理组件安装位400中，电池管理组件通过线束与各个层级电芯200连接，实现了组件的高度集成化，从而减少了储能电池柜实际的总体积和重量。
可选地，相邻的两个所述电芯之间设置有第二导热层206。在此处，第二导热层可采用导热硅胶片、相变导热片或导热粘接胶。第二导热层206使得每个电芯处于统一的均热环境，有利于保证储能电池柜整体性能的发挥。
可选地，导电连接片205的材质包括铜、铝或镍。
导电连接片205焊接于所述电极上。
如图1、2所示，电芯201的正极202与电芯203的负极204通过导电连接片205焊接进行电芯间的串联，相邻的层级电芯200最左端或最右端的电芯通过导电连接片205焊接进行层级电芯200间的串联，从而提高了电芯连接间的可靠性，提高了储能电池柜的空间利用率。
可选地，层级电芯200包括电芯结构组件、电芯管理芯片和采样线束；
所述电芯结构组件包括：
设置在层级电芯200的上平面的上侧板213，以及设置在层级电芯200的下平面的下侧板214。
设置在层级电芯200的左平面的左端板215，以及设置在层级电芯200的右平面的右端板216。
设置在层级电芯200的前平面的前罩盖212，以及设置在层级电芯200的后平面的后罩盖211。
用于将上侧板213固定在左端板215和右端板216之上的上支撑块217。以及用于将下侧板214固定在左端板215和右端板216之下的下支撑块218。
所述电芯管理芯片设置在左端板215或右端板216上。
所述采样线束设置在前罩盖212和/或后罩盖211内；所述采样线束用于连接所述电芯管理芯片和所述电芯的电极。
可理解地，如图3所示，层级电芯200的上平面设置有上侧板213，下平面设置有下侧板214，左平面设置有左端板215，右平面设置有右端板216，前平面设置有前罩盖212，后平面设置有后罩盖211，上支撑块217用于将上侧板213固定在左端板215和右端板216的上面，下支撑块218用于将下侧板214固定在左端板215和右端板216的下面，实现了对层级电芯200的外层防护，并将层级电芯200安全、稳定地固定在机架上，提高了储能电池柜的安全性。
电芯管理芯片设置在左端板215或右端板216上，采样线束设置在前罩盖212和/或后罩盖211内，采样线束用于连接电芯管理芯片和电芯的电极，从而使得电芯管理芯片能够实时对电芯采样和监测，实现了对储能电池柜的高度集成化。
可选地，电芯结构组件还包括：
设置在层级电芯200的左平面或右平面的至少两个连接块。
通过穿设在所述连接块上的上螺杆223和下螺杆223连接左端板215和右端板216。
上下相邻的两个所述连接块共用一个螺杆223。
可理解地，如图4所示，层级电芯200的左平面或右平面设置有左连接块221及右连接块222，通过设置在左连接块221及右连接块222上的上螺杆223和下螺杆223将层级电芯200的左端板215及右端板216连接，同时螺杆223从支撑块穿过，由此将层级电芯200的多个电芯固定，从而提高了对电芯的保护性，使电芯能被安全、稳定地固定在电芯安装位上，提高了储能电池柜的安全性。上下相邻的两个左连接块221或右连接块222共用一个螺杆223，可以固定上下两个层级电芯200，减少螺杆223的使用量，节省成本。
可选地，左连接块221或右连接块222设置有线束凹槽220；采样线束经过线束凹槽220。线束凹槽220用于将采样线束收拢、固定，提高了储能电池柜的空间利用率。
可选地，电池管理组件包括电堆管理系统、高压盒和逆变器。
所述电堆管理系统分别与所述高压盒、所述逆变器和所述电芯管理芯片电性连接。
可理解地，电性连接可以是通过电线或插接件进行连接。
可选地，层级电芯200设置有导热绝缘片；所述导热绝缘片与第一导热层300连接。
将设置在层级电芯200中的导热绝缘片与第一导热层300连接，可以使得将层级电芯200的热量传导至第一导热层300，经过第一导热层300散热降温，提高了层级电芯200的散热性，有利于保证储能电池柜整体性能的发挥。
可选地，第一导热层300为液冷散热层或风冷散热层。
在一具体实施例中，第一导热层300为液冷散热层，在层级电芯200与端板及侧板之间均设置导热材料，将导热材料与第一导热层300连接，使得导热材料吸收的热量通过液冷散热层导出，提高层级电芯200的散热性。
在一具体实施例中，第一导热层300为风冷散热层。将层级电芯200的端板及侧板设置为带有孔洞的钢板，使得空气的流动能够带走层级电芯200产生的热量，提高层级电芯200的散热性。
可选地，所述电池柜机架设置有管理组件安装位400；管理组件安装位400用于安装所述电池管理组件。
将电池管理组件集成在管理组件安装位400中，实现了组件的高度集成化，从而减少了储能电池柜实际的总体积和重量。管理组件安装位400设置在所述电池柜机架的中上部。提高了储能电池柜的空间利用率。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种储能电池柜，其特征在于，包括电池柜机架、多个层级电芯、以及电池管理组件；
所述电池柜机架分层设置有多个电芯安装位；所述电芯安装位用于安装所述层级电芯；
所述层级电芯包括偶数个串接的电芯；相邻的两个所述电芯设置在同侧的两个电极通过导电连接片连接，所述两个电极的极性相反；
相邻的两个所述层级电芯之间设置有第一导热层；
所述电池管理组件分别与各个所述层级电芯连接。
2.如权利要求1所述的储能电池柜，其特征在于，相邻的两个所述电芯之间设置有第二导热层。
3.如权利要求1所述的储能电池柜，其特征在于，所述导电连接片的材质包括铜、铝或镍；
所述导电连接片焊接于所述电极上。
4.如权利要求1所述的储能电池柜，其特征在于，所述层级电芯包括电芯结构组件、电芯管理芯片和采样线束；
所述电芯结构组件包括：
设置在所述层级电芯的上平面的上侧板，以及设置在所述层级电芯的下平面的下侧板；
设置在所述层级电芯的左平面的左端板，以及设置在所述层级电芯的右平面的右端板；
设置在所述层级电芯的前平面的前罩盖，以及设置在所述层级电芯的后平面的后罩盖；
用于将所述上侧板固定在所述左端板和所述右端板之上的上支撑块；以及用于将所述下侧板固定在所述左端板和所述右端板之下的下支撑块；
所述电芯管理芯片设置在所述左端板或所述右端板上；
所述采样线束设置在所述前罩盖和/或所述后罩盖内；所述采样线束用于连接所述电芯管理芯片和所述电芯的电极。
5.如权利要求4所述的储能电池柜，其特征在于，所述电芯结构组件还包括：
设置在所述层级电芯的左平面或右平面的至少两个连接块；
通过穿设在所述连接块上的上螺杆和下螺杆连接所述左端板和所述右端板；
上下相邻的两个所述连接块共用一个螺杆。
6.如权利要求5所述的储能电池柜，其特征在于，所述连接块设置有线束凹槽；所述采样线束经过所述线束凹槽。
7.如权利要求4所述的储能电池柜，其特征在于，所述电池管理组件包括电堆管理系统、高压盒和逆变器；
所述电堆管理系统分别与所述高压盒、所述逆变器和所述电芯管理芯片电性连接。
8.如权利要求1所述的储能电池柜，其特征在于，所述层级电芯设置有导热绝缘片；所述导热绝缘片与所述第一导热层连接。
9.如权利要求1所述的储能电池柜，其特征在于，所述第一导热层为液冷散热层或风冷散热层。
10.如权利要求1所述的储能电池柜，其特征在于，所述电池柜机架设置有管理组件安装位；所述管理组件安装位用于安装所述电池管理组件；
所述管理组件安装位设置在所述电池柜机架的中上部。
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| GR01 | Patent grant | ||
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