CN219779085U - 一种快速装配式的储能箱体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快速装配式的储能箱体，属于新能源储能技术领域。本实用新型包括上盖板、液冷板以及上盖板与液冷板连接后形成的方形储能容腔，还包括均为铝型材材质的前边框、后边框、左边框和右边框，其中：液冷板的四边分别横向插接于前边框、后边框、左边框和右边框内侧表面均有预留的平插槽中，上盖板的两侧边分别竖向插接于左边框和右边框上表面有均预留的竖插槽中，平插槽和竖插槽的协同配合，可实现整个箱体的快速装配；本实用新型通过平插槽和竖插槽分别实现液冷板、上盖板与边框的插接，可实现快速插接形成箱体。解决了现有新能源储能箱装配复杂、存在瓶颈工序、对短期产能爬坡及短期内的大数量交付订单时无法满足生产需求的问题。

Description

一种快速装配式的储能箱体

技术领域

本实用新型属于新能源储能技术领域，更具体地说，涉及一种快速装配式的储能箱体。

背景技术

受全球新能源发电、电动汽车及新兴储能产业的大力推动，多类型储能技术于近年来取得长足进步。除了早已商业化应用的抽水蓄能及洞穴式压缩空气储能技术，以锂离子电池为首的电池储能技术在储能系统应用越来越广泛。储能系统对智能电网的建设具有重大的战略意义。

目前由于储能系统应用要求和场合的不断提高，已经渐渐的由风冷冷却方式过渡到液冷冷却方式，而且，对于产品成本的管控及产品系统化、轻量化、规模化的要求也在逐步上升。且产品需求周期短，体量大。对于制造厂商的设备、人员、场地、经验、售后要求较高。

在现有液冷储能产品中，存在装配复杂、制造周期较长，产品单工序工时较多，存在瓶颈工序等问题，对短期产能爬坡及短期内的大数量交付订单时无法满足生产需求。

经检索，中国专利申请号为202220657168.X的申请案，公开日2022.10.28，公开了一种电池箱体，所述电池箱体包括框架和承重组件，所述框架围成上下贯通的安装区，所述承重组件设在所述安装区的底部，所述承重组件包括多个承重梁，所述承重梁与所述框架相连，所述承重梁与所述框架之间和/或相邻的所述承重梁之间形成连通所述安装区与外界的连通孔，该实用新型的电池箱体承重能力虽强，但通过连通孔来提高散热性的效果较差。

实用新型内容

1、要解决的问题

针对现有新能源储能箱的装配复杂以及散热性的效果较差的问题，本实用新型提供了一种快速装配式的储能箱体。通过平插槽和竖插槽分别实现液冷板、上盖板与边框的插接，边框底部再围接成悬空腔，可实现快速插接形成箱体的同时，悬空腔还形成整体散热腔的高效散热效果。

2、技术方案

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

本实用新型的一种快速装配式的储能箱体，包括上盖板、液冷板以及上盖板与液冷板连接后形成的方形储能容腔，还包括均为铝型材材质的前边框、后边框、左边框和右边框，其中：所述液冷板的四边分别横向插接于前边框、后边框、左边框和右边框内侧表面均有预留的平插槽中，所述上盖板的两侧边分别竖向插接于左边框和右边框上表面有均预留的竖插槽中，平插槽和竖插槽的协同配合，可实现整个箱体的快速装配；所述液冷板底部为外置式液体流道，液冷板底部与前边框、后边框、左边框和右边框连接后，形成容纳液体流道的悬空腔，液体流道也就直接与外界环境接触，散热效果提高；外置式液体流道和悬空腔的协同配合，可实现整个箱体的快速散热。

进一步地，左边框和右边框的尾端分别插接于后边框两端预留的横向卡槽二中，卡接式固定连接，以提高左边框和右边框与后边框固定连接的稳定性；所述左边框和右边框的首端分别通过对称设置的连接块与前边框固定连接，连接块为左右对称设置的2个，以提高左边框和右边框与前边框固定连接的稳定性。

更进一步地，连接块整体呈90°的折板状，包括一体连接的前插板和侧插板；所述前插板和侧插板的自由端分别插接入前边框和左边框、右边框各自的型材腔中，充分利用铝型材的型材腔中空结构，方便插接，也可以避免各边框插接时互相干涉。

更进一步地，插板的固定端处为卡位台，所述左边框和右边框的首端处均预留卡槽三，前边框的两端处均预留卡槽一，所述卡槽一和卡槽三通过卡位台卡接，卡位台的形状和规格与卡槽一和卡槽三相适配，避免面积过大的型材腔与前插板和侧插板的插接形成的间隙过大影响连接的稳定性。

更进一步地，前边框、后边框、左边框和右边框内侧表面呈凸起的框台结构，左边框和右边框所在的框台上横向固定有前横梁和中横梁，在提高各边框承重能力的同时，还起到分隔电池组模块单元的作用，形成模组间隙，以提高散热性能。

更进一步地，左边框和右边框的底端还横向固定有加强梁，进一步提高铝型材的承重能力。

更进一步地，加强梁包括承重板以及由承重板向两侧延伸形成的翼板，所述承重板及其两侧的翼板形成中凸的板拱形状，使箱体的承重力分散式卸力，还能达到箱体散热的技术效果；所述加强梁通过其翼板固定于液冷板的底表面，不影响储能箱体内部电池模组的安装的同时，还达到承重的目的；所述加强梁在液冷板的底表面均匀排列；所述翼板在长度方向上设置有固定槽，每两个固定槽之间形成悬空拱起，使得翼板在长度方向上的承重力分散式卸力，也能达到箱体散热的技术效果。

更进一步地，上盖板的底端向外侧凸出为凸沿，所述左边框和右边框的顶端预留有平行设置的挡条和截面呈倒L形的卡凸，所述挡条和卡凸之间形成容纳凸沿的凸边卡槽，上盖板可采用PCM是相变轻量化材料，在凸边卡槽中实现卡接式，使上盖板在横向和竖向方向h上均实现稳定性固定效果。

更进一步地，上盖板的前端呈开口状，并通过可拆卸连接于开口上的面板密封，面板在实现维修功能的同时，还可实现电池模组过热时打开面板通风的效果。

更进一步地，左边框和右边框的底端面可拆卸固定有滚轮，因为电池模组相对较重，安装滚轮，使移动箱体更加的简便，提高其机动灵活性。

3、有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的一种快速装配式的储能箱体，通过各边框上预留的平插槽和竖插槽分别实现液冷板、上盖板与边框的插接，边框底部再围接后形成悬空腔，可实现快速插接形成箱体的同时，悬空腔还形成整体散热腔的高效散热效果；

(2)本实用新型的一种快速装配式的储能箱体，为了提高插接的稳定性，平插槽和竖插槽内涂胶增加剪切力，箱体的前端可同时采用铆接连接块实现稳定的固定铆接；

(3)本实用新型的一种快速装配式的储能箱体，产品的装配进行了优化改进，由整体焊接方式改为整体的插接后铆接的装配方式，取消了大型设备的CNC加工、专用设备的FDS工艺及大面积焊接导致的时间瓶颈及设备瓶颈，将设备投入成本降到最低的同时，部分区域使用最新的复合材料，使产品进行轻量化及成本优化。

附图说明

图1为具体实施例中的快速装配式的储能箱体装配前爆炸图；

图2为具体实施例中的快速装配式的储能箱体装配后结构示意图；

图3为图2中一底角处放大后结构示意图；

图4为具体实施例中的各边框装配后结构示意图；

图5为具体实施例中的连接块的结构示意图；

图6为图4中一底角处放大后结构示意图；

图7为具体实施例中的各边框与液冷板装配前爆炸示意图；

图8为具体实施例中的上盖板角部放大后结构示意图；

图9为具体实施例中的前边框的端部放大后结构示意图；

图10为具体实施例中的左边框的端部放大后结构示意图；

图11为具体实施例中的后边框的端部放大后结构示意图；

图12为具体实施例中的右边框的端部放大后结构示意图；

图13为具体实施例中的加强梁俯视结构示意图；

图14为具体实施例中的加强梁侧视结构示意图；

图15为图14的侧视图；

图16为具体实施例中液冷板的底部示意图；

图17为具体实施例中滚轮的结构示意图；

图18为具体实施例中滚轮安装在各边框的状态示意图。

图中：1、上盖板；2、液冷板；3、前边框；4、后边框；5、左边框；6、右边框；7、加强梁；8、连接块；9、面板；10、滚轮；11、中横梁；12、前横梁；18、凸沿；20、型材腔；21、液体流道；22、悬空腔；30、抽芯铆钉；31、卡槽一；32、插槽一；41、卡槽二；42、插槽二；52、卡凸；53、挡条；55、凸边卡槽；56、卡槽三；61、框台；62、插槽四；71、承重板；72、翼板；73、悬空拱起；74、固定槽；75、固定孔；81、前插板；82、侧插板；83、卡位台；91、密封框；92、维修面板；101、挡片；102、轴承销；103、抽芯铆钉；105、散热孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。

实施例1

本实施例的快速装配式的储能箱体，如图1、2所示，包括上盖板1、液冷板2以及上盖板1与液冷板2连接后形成的方形储能容腔，储能容腔内装配电池模组，还包括均为铝型材材质的前边框3、后边框4、左边框5和右边框6等4个边框，其中：所述液冷板2的四边分别横向插接于前边框3、后边框4、左边框5和右边框6内侧表面均有预留的平插槽中，分别为插槽一32、插槽二42、插槽三和插槽四62，所述上盖板1的两侧边分别竖向插接于左边框5和右边框6上表面有均预留的竖插槽中，即左边框5和右边框6上表面均预留竖插槽，内侧表面均预留平插槽分别为插槽三和插槽四62，所述前边框3和后边框4内侧表面均预留平插槽，分别为插槽一32和插槽二42。

本实施例的快速装配式的储能箱体，各边框采用铝材挤压成型的方式进行独立CNC加工，液冷板2采用钎焊冲压板成型，内侧表面进行喷粉绝缘处理，取消焊接增加的装配容错率；平插槽和竖插槽的协同配合插接，可实现整个箱体的快速装配，插接后，充分利用型材的空腔结构，各角部再通过抽芯铆钉30进行拉铆固定；如图16所示，所述液冷板2底部为外置式液体流道21，液冷板2底部与前边框3、后边框4、左边框5和右边框6连接后，形成容纳液体流道21的悬空腔22，液体流道21也就直接与外界环境接触，散热效果提高；外置式液体流道21和悬空腔22的协同配合，可实现整个箱体的快速散热。液体流道21的外表面设置有不同形状的流道凹型槽，相对应的液体流道21内表面形成不同形状的流道凸型圈，各个流道凸型圈间形成的间隙被液冷板2全面覆盖后形成液体流道21，液体流道21也就直接与外界环境接触，散热效果提高。

实施例2

本实施例的快速装配式的储能箱体，基本结构同实施例1，不同或改进之处在于：如图4、6、11所示，左边框5和右边框6的尾端分别插接于后边框4两端预留的横向卡槽二41中，卡接式固定连接，以提高左边框5和右边框6与后边框4固定连接的稳定性；如图3、4、5、6、7所示，所述左边框5和右边框6的首端分别通过对称设置的连接块8与前边框3固定连接，连接块8为左右对称设置的2个，以提高左边框5和右边框6与前边框3固定连接的稳定性。如图5所示，连接块8整体呈90°的折板状，包括一体连接的前插板81和侧插板82；如图5、6、10所示，所述前插板81和侧插板82的自由端分别插接入前边框3和左边框5、右边框6各自的型材腔20中，充分利用铝型材的型材腔20中空结构，方便插接，也可以避免各边框插接时互相干涉，插接后，前插板81和侧插板82再通过抽芯铆钉30进行拉铆固定于前边框3、左边框5和右边框6上。插板81的固定端处可设置卡位台83，所述左边框5和右边框6的首端处均预留卡槽三56，如图9所示，前边框3的两端处均预留卡槽一31，所述卡槽一31和卡槽三56通过卡位台83卡接，卡位台83的形状和规格与卡槽一31和卡槽三56相适配，避免面积过大的型材腔20与前插板81和侧插板82的插接形成的间隙过大影响连接的稳定性。

实施例3

本实施例的快速装配式的储能箱体，基本结构同实施例2，不同或改进之处在于：如图12所示，前边框3、后边框4、左边框5和右边框6内侧表面呈凸起的框台61结构，左边框5和右边框6所在的框台61上横向固定有前横梁12和中横梁11，在提高各边框承重能力的同时，还起到分隔电池组模块单元的作用，形成模组间隙，以提高散热性能。前横梁12和中横梁11的两端与框台61的固定连接可通过牙套和内六角螺栓的配合固定。

左边框5和右边框6的底端还横向固定有加强梁7，进一步提高铝型材的承重能力，加强梁7也可通过承重板71或承重杆来实现。加强梁7可设计为包括承重板71以及由承重板71向两侧延伸形成的翼板72，如图13、14、15所示，所述承重板71及其两侧的翼板72形成中凸的板拱形状，使箱体的承重力分散式卸力，还能达到箱体散热的技术效果；所述加强梁7通过其翼板72固定于液冷板2的底表面，不影响储能箱体内部电池模组的安装的同时，还达到承重的目的；所述加强梁7在液冷板2的底表面均匀排列；所述翼板72在长度方向上设置有固定槽74，固定槽74一般是均匀设置或定长间距设置，比如每隔5、10、15或20cm设置一固定槽74，每两个固定槽7之间形成悬空拱起73，使得翼板在长度方向上的承重力分散式卸力，也能达到箱体散热的技术效果。

实施例4

本实施例的快速装配式的储能箱体，基本结构同实施例3，不同或改进之处在于：如图3、8所示，上盖板1的底端向外侧凸出为凸沿18，所述左边框5和右边框6的顶端预留有平行设置的挡条53和截面呈倒L形的卡凸52，所述挡条53和卡凸52之间形成容纳凸沿18的凸边卡槽55，上盖板1可采用PCM是相变轻量化材料，在凸边卡槽55中实现卡接式，使上盖板1在横向和竖向方向h上均实现稳定性固定效果。上盖板1的前端呈开口状，并通过可拆卸连接于开口上的面板9密封，面板9在实现维修功能的同时，还可实现电池模组过热时打开面板通风的效果。左边框5和右边框6的底端面可拆卸固定有滚轮10，因为电池模组相对较重，左右对称式安装滚轮10，使移动箱体更加的简便，提高其机动灵活性；如图17、18所示，滚轮10通过边框外侧挡片101与内侧的轴承销102配合抽芯铆钉103固定于左右边框上，待装配后箱体起到承重及运输作用。由于滚轮10在箱体的运输过程中，经常粘附灰尘，由于各边框型材腔20的空间有限，灰尘粘附后就会影响滚轮10的转动，发明人在靠近各个滚轮10的型材腔20中，一对一固定安装了小型风扇，风扇面积和型材腔20纵截面面积相匹配；安装风扇后，效果明显，取得滚轮10自动清洁的效果，而且，预料不到的是，液体流道21的散热效果也比较明显，风扇在吹掉滚轮10上杂质的同时，还加强了悬空腔22中空气的对流，进而提高了散热效果；

为了进一步提高散热效果，不仅仅是在左右边框的型材腔20中安装风扇，在前后边框中型材腔20中也安装风扇，而且是等间距安装，在左右边框型材腔20中，风扇尽量靠近并避开滚轮10安装，避免互相干涉，甚至在各边框上对称式均匀预留向外的散热孔105，这样，等间距设计的风扇环绕在悬空腔22的四周，不仅仅是提高了散热面，还取得了将悬空腔22中外置式液体流道21的热量均匀散热的技术效果。

实施例5

本实施例的快速装配式的储能箱体，基本结构同实施例4，不同或改进之处在于：面板9与上盖板1的开口之间通过橡胶材质的密封框密封式固定；面板9上可开设可拆卸固定于面板9上的专用维修面板92，维修面板92可设计大小不同的2个，维修面板92与面板9之间也通过橡胶垫密封式连接，拆卸后也可以实现通风效果；固定槽74上预留有配合固定件将加强梁7固定于液冷板2底表面的固定孔75，方便固定，固定件一般是指与固定孔75配合固定的螺丝。固定槽74与悬空拱起73的连接处为弧形过渡；所述承重板71为横向的波纹板，分散式卸力的同时，还能达到缓冲热应力的作用。波纹板的波纹方向可以为横向也可以为竖向，横向波纹板方便与翼板72无缝连接，分散式卸力的同时，还能达到缓冲热应力的作用，避免热胀冷缩时，拉伤翼板72，以提高箱体强度，并可以更好地防止箱体损坏，同时承重板71安装方便，有效的实现了电池箱体可以在不减电池模组的情况下同时又不影响电池壳体硬度，且能够更好地防止电池模组承载过多电池导致箱体变形的情况。

本实施例的快速装配式的储能箱体，装配过程中，面板9采用钢板喷粉处理，并采用螺母螺栓栓接固定方式固定于上盖板1的前开口处，方便拆卸。

本实施例的快速装配式的储能箱体，装配时，对箱体进行了分解拆分：

1、各边框框架采用铝材挤压成型的方式进行独立CNC加工。

2、液冷板采用钎焊冲压板成型，内侧表面进行喷粉绝缘处理。

3、产品装配采用接插式设计，取消大型机械及专用设备的使用，可采用人力人工生产线，取消焊接增加装配容错率。

4、优化上盖装配方式，上盖板更换为PCM(Phase Change Material)材质，由聚碳酸酯和有机玻璃混合而成，轻量化设计，并充分利用其弹性方便竖向插接。主材为冷轧钢板和镀锌钢板，添加氨基树脂及催化剂，具有良好的弯曲性及固化性，降低产品整体的费用，并降低装配成本。

本实施例的快速装配式的储能箱体及其生产和装配，相较于现有工艺技术存在制造成本较高，焊接及FDS或CNC瓶颈工序较多，且瓶颈工序多为设备瓶颈，对于产品的整体成本投入不利等多种问题，将设备瓶颈变更为人员瓶颈，由单纯的增加专用设备，增加投入生产线，改为多人同步配合组装，降低整体投入，继而降低制造成本。取消了大型设备的CNC加工、专用设备的FDS工艺及大面积焊接导致的时间瓶颈及设备瓶颈。将设备投入成本降到最低。同时部分区域使用最新的复合材料，使产品进行轻量化及成本优化的同时，提高了整体的散热效果。对箱体的装配进行了优化改进，由整体焊接方式改为整体插接和铆接的协同装配方式，经测定，装配效率相较于焊接提高了30％以上。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种快速装配式的储能箱体，包括上盖板(1)、液冷板(2)以及上盖板(1)与液冷板(2)连接后形成的方形储能容腔，其特征在于：还包括均为铝型材材质的前边框(3)、后边框(4)、左边框(5)和右边框(6)，其中：所述液冷板(2)的四边分别横向插接于前边框(3)、后边框(4)、左边框(5)和右边框(6)内侧表面均有预留的平插槽中，所述上盖板(1)的两侧边分别竖向插接于左边框(5)和右边框(6)上表面有均预留的竖插槽中；所述液冷板(2)底部为外置式液体流道(21)，液冷板(2)底部与前边框(3)、后边框(4)、左边框(5)和右边框(6)连接后，形成容纳液体流道(21)的悬空腔(22)。

2.根据权利要求1所述的快速装配式的储能箱体，其特征在于：所述左边框(5)和右边框(6)的尾端分别插接于后边框(4)两端预留的横向卡槽二(41)中；所述左边框(5)和右边框(6)的首端分别通过对称设置的连接块(8)与前边框(3)固定连接。

3.根据权利要求2所述的快速装配式的储能箱体，其特征在于：所述连接块(8)整体呈90°的折板状，包括一体连接的前插板(81)和侧插板(82)；所述前插板(81)和侧插板(82)的自由端分别插接入前边框(3)和左边框(5)、右边框(6)各自的型材腔(20)中。

4.根据权利要求3所述的快速装配式的储能箱体，其特征在于：所述前插板(81)的固定端处为卡位台(83)，所述左边框(5)和右边框(6)的首端处均预留卡槽三(56)，前边框(3)的两端处均预留卡槽一(31)，所述卡槽一(31)和卡槽三(56)通过卡位台(83)卡接。

5.根据权利要求4所述的快速装配式的储能箱体，其特征在于：所述前边框(3)、后边框(4)、左边框(5)和右边框(6)内侧表面呈凸起的框台(61)结构，左边框(5)和右边框(6)所在的框台(61)上横向固定有前横梁(12)和中横梁(11)。

6.根据权利要求4所述的快速装配式的储能箱体，其特征在于：所述左边框(5)和右边框(6)的底端还横向固定有加强梁(7)。

7.根据权利要求6所述的快速装配式的储能箱体，其特征在于：所述加强梁(7)包括承重板(71)以及由承重板(71)向两侧延伸形成的翼板(72)，所述承重板(71)及其两侧的翼板(72)形成中凸的板拱形状；所述加强梁(7)通过其翼板(72)固定于液冷板(2)的底表面；所述加强梁(7)在液冷板(2)的底表面均匀排列；所述翼板(72)在长度方向上设置有固定槽(74)，每两个固定槽(7)之间形成悬空拱起(73)。

8.根据权利要求4所述的快速装配式的储能箱体，其特征在于：所述上盖板(1)的底端向外侧凸出为凸沿(18)，所述左边框(5)和右边框(6)的顶端预留有平行设置的挡条(53)和截面呈倒L形的卡凸(52)，所述挡条(53)和卡凸(52)之间形成容纳凸沿(18)的凸边卡槽(55)。

9.根据权利要求4所述的快速装配式的储能箱体，其特征在于：所述上盖板(1)的前端呈开口状，并通过可拆卸连接于开口上的面板(9)密封。

10.根据权利要求1至9任一所述的快速装配式的储能箱体，其特征在于：所述左边框(5)和右边框(6)的底端面可拆卸固定有滚轮(10)。