CN219937235U - 电池簇结构及储能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池簇结构及储能系统。该电池簇结构包括：箱体；以及多个模组结构，多个模组结构分层设置在箱体内，多个模组结构电性连接，模组结构包括电芯模组和支撑结构，电芯模组通过支撑结构安装在箱体内，且电池簇结构的IP防护等级由箱体控制。本实用新型的技术方案的电池簇结构，能够解决现有储能系统中，构成电池簇的各个电池包均需要通过单独设置箱体和箱盖实现电池簇的等级防护，导致电池簇的制造成本较高的问题。

Description

电池簇结构及储能系统

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池簇结构及储能系统。

背景技术

目前行业内，电池簇一般由电池架、电池包、高压箱和线束组成。一般是将若干个单体电池通过串并联的方式组成电池模组，若干电池模组加上相关配件组装成电池包，多个电池包置于电池架上串联连接最终形成电池簇，多个电池簇置于集装箱内或机柜内，形成集装箱式储能系统或机柜式储能系统。但是，在现有的储能系统中，构成电池簇的电池包均需要通过设置箱体和箱盖实现IP65及以上防护等级要求，这样导致电池簇的制造成本较高。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种电池簇结构及储能系统，能够解决现有储能系统中，构成电池簇的各个电池包均需要通过单独设置箱体和箱盖实现电池簇的等级防护，导致电池簇的制造成本较高的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一方面，提供了一种电池簇结构，包括：箱体；以及多个模组结构，多个模组结构分层设置在箱体内，多个模组结构电性连接，模组结构包括电芯模组和支撑结构，电芯模组通过支撑结构安装在箱体内，且电池簇结构的IP防护等级由箱体控制。

进一步地，模组结构被构造为处于裸露状态。

进一步地，模组结构外套设有外壳，外壳的IP防护等级小于箱体的IP防护等级。

进一步地，箱体包括多个安装支架，多个安装支架沿第一方向间隔设置在箱体的内壁上，支撑结构滑动安装在安装支架上。

进一步地，安装支架包括第一支架和第二支架，第一支架和第二支架相对设置在箱体的内壁上，第一支架和第二支架上均设置有滑轨，支撑结构包括滚轮机构，滚轮机构与滑轨滑动配合，以使模组结构能够沿滑轨的导向方向滑动。

进一步地，支撑结构还包括支撑托板和支撑框架，支撑托板和滚轮机构均安装在支撑框架上，电芯模组安装在支撑托板上。

进一步地，支撑结构包括支撑托板和支撑框架，电池簇结构还包括散热结构，支撑托板、滚轮机构以及散热结构均安装在支撑框架上，支撑托板位于支撑框架远离电芯模组的一端，电芯模组放置在散热结构上，并与支撑框架固定连接。

进一步地，箱体内设置有隔热阻燃材料，当电池簇结构热失控时，隔热阻燃材料能够延缓或者阻止火势的蔓延。

进一步地，电池簇结构还包括管理模块，管理模块包括控制箱，控制箱上集成设置有高压接口和通讯接口，高压接口包括正极接口和负极接口，各电芯模组串联后的正极与正极接口连接，各电芯模组串联后的负极与负极接口连接。

进一步地，控制箱上还集成设置有水接口和/或气体接口，水接口和/或气体接口的出口端与箱体的内腔连通。

进一步地，管理模块还包括安装面板和壳体，水接口和/或气体接口设置在安装面板上，且安装面板可拆卸地安装在壳体上。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种储能系统，包括：多个上述的电池簇结构，储能系统包括多个隔仓，多个隔仓之间是相互独立的，每个隔仓内均设置有一个电池簇结构。

应用本实用新型的技术方案，设置有箱体和模组结构，模组结构分层设置在箱体内，层与层之间通过支撑结构将电芯模组进行分层安装固定，且各层之间为相互独立的层级关系，不需要区分先后安装顺序，这种分层的结构形式，方便进行安装和维护。另外，电池簇结构的IP防护等级由箱体控制，即箱体达到的IP防护等级就是电池簇结构的防护等级，箱体内部的各个模组结构不需要另外设置防护结构以达到所需的IP防护等级，从而能够降低生产制造成本。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附

图中：

图1示出了本实用新型的实施例的电池簇结构的结构示意图；

图2示出了本实用新型的实施例的电池簇结构的主视图；

图3示出了本实用新型的实施例的电池簇结构的部分结构示意图；

图4示出了本实用新型的实施例的模组结构的结构示意图；

图5示出了本实用新型的实施例的模组结构的爆炸图；以及

图6示出了本实用新型的实施例的管理模块的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、箱体；11、安装支架；111、第一支架；112、第二支架；20、模组结构；30、电芯模组；40、支撑结构；41、支撑托板；42、支撑框架；50、散热结构；60、管理模块；61、高压接口；611、正极接口；612、负极接口；62、通讯接口；63、水接口；64、气体接口；65、安装面板；66、壳体；67、探测信号接口；70、信息采集板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型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实用新型。

现有的储能系统中，电池簇与电池簇之间没有进行明显的隔仓、隔热处理，单个电池包发生热失控时，往往会蔓延到周边甚至整个储能电池仓，同时，构成电池簇的电池包均需要通过设置箱体和箱盖实现IP65及以上防护等级要求，导致电池簇的制造成本较高，大大影响储能行业的发展。

为了解决上述问题，结合参见图1至图6所示，本实用新型提供了一种电池簇结构，该电池簇结构包括：箱体10；以及多个模组结构20，多个模组结构20分层设置在箱体10内，多个模组结构20电性连接，模组结构20包括电芯模组30和支撑结构40，电芯模组30通过支撑结构40安装在箱体10内，且电池簇结构的IP防护等级由箱体10控制。

在本实施例中，电池簇结构包括箱体10和模组结构20，模组结构20分层设置在箱体10内，层与层之间通过支撑结构40将电芯模组30进行分层安装固定，且各层之间为相互独立的层级关系，不需要区分先后安装顺序，这种分层的结构形式，方便进行安装和维护。另外，电池簇结构的IP防护等级不是由电芯模组30决定的，也不是由模组结构20本身决定的，而是由箱体10控制，也即多个模组结构20并不限定电池簇结构的IP防护等级，而是通过容纳多个模组结构20的箱体10来限定电池簇结构的最终IP防护等级。

箱体10的IP防护等级可以通过如下方式实现，例如：在箱体10的安装开口设置前封板，电芯模组30从安装开口装入箱体10后，将前封板固定在安装开口处，在前封板和安装开口的端面之间还设置有密封条，进而使箱体10达到IP65防护等级，此时，箱体10达到的IP防护等级就是电池簇结构整体达到的IP防护等级，箱体10内部的各个模组结构20不需要另外设置防护结构以达到所需的IP防护等级，从而能够降低生产制造成本。例如：应用场景需要电池簇结构达到IP65的防护等级，此时，只需使整个箱体10达到IP65防护等级即可，箱体10内的模组结构20不需要增设其他结构实现IP65防护等级。

在一个实施例中，模组结构20被构造为处于裸露状态。

在本实施例中，各个模组结构20外并未设置外壳，即组成模组结构20的电芯模组30和支撑结构40外均未设置外壳，电芯模组30通过支撑结构40直接安装在箱体10内，各个模组结构20不限定IP防护等级，此时，电池簇结构的IP防护等级是通过箱体10实现的。

在一个实施例中，模组结构20上套设有外壳，外壳的IP防护等级小于箱体10的IP防护等级。

在本实施例中，模组结构外套设有外壳，外壳能够使模组结构20具备一定的IP防护等级，但是外壳的IP防护等级小于箱体10的IP防护等级，此时，电池簇结构的IP防护等级仍旧取决于箱体10的IP防护等级。

结合参见图1至图3所示，本实用新型的一个实施例中，箱体10包括多个安装支架11，多个安装支架11沿第一方向间隔设置在箱体10的内壁上，支撑结构40滑动安装在安装支架11上。

在本实施例中，电芯模组30安装在支撑结构40上，支撑结构40可相对于安装支架11滑动，因此，电芯模组30也随着支撑结构40相对于安装支架11滑动，通过上述设置，模组结构20能够滑动装入箱体10内或者从箱体10内拉出，方便工作人员对电池簇结构进行安装和维护，进而提高安装维护效率。

结合参见图1至图3所示，本实用新型的一个实施例中，安装支架11包括第一支架111和第二支架112，第一支架111和第二支架112相对设置在箱体10的内壁上，第一支架111和第二支架112上均设置有滑轨，支撑结构40包括滚轮机构，滚轮机构与滑轨滑动配合，以使模组结构20能够沿滑轨的导向方向滑动。

在本实施例中，支撑结构40两侧的底部均设置有滚轮机构，滚轮机构的数量可根据实际需要进行设定，通过滚轮机构与滑轨的配合，能够使模组结构20沿滑轨的导向方向滑入箱体10或从箱体10内抽出，并且各层的模组结构20都能够进行独立抽拉，层与层之间不会互相影响，方便工作人员对模组结构20进行安装和维护。

本实用新型的一个实施例中，模组结构20还包括信息采集板70，信息采集板70用于采集电芯模组30的电压、温度等信息，从而获取电芯模组30的运行状态，能够为电芯模组30的维修和更换提供依据。

结合参见图1至图6所示，本实用新型的一个实施例中，电池簇结构还包括管理模块60，管理模块60包括控制箱，控制箱上集成设置有高压接口61和通讯接口62，高压接口61包括正极接口611和负极接口612，各电芯模组30串联后的正极与正极接口611连接，各电芯模组30串联后的负极与负极接口612连接。

在本实施例中，高压接口61包括正极接口611和负极接口612，电池簇内部通过铜排或软连接将各模组结构20进行高压串联，然后引出总正、总负分别与正极接口611和负极接口612连接，即整个电池簇对外高压集成为两个接头，这样能够降低接线复杂程度。通讯接口62的数量可根据实际需求进行设置，对于单个电池簇而言，将设置在箱体10内的各层模组结构20的通讯信号分别插接、串联，通过手拉手的方式实现信号监测的层层传递，最终通过电池簇的通讯接口对外输出反馈信号。通过上述设置，能够实现对电池簇高压接口61和通讯接口62的统一管理，同时，还方便进行统一布线，使结构设计更加简单，便于进行整体密封。

结合参见图1至图6所示，本实用新型的一个实施例中，控制箱上还集成设置有水接口63和/或气体接口64，水接口63和/或气体接口64的出口端与箱体10的内腔连通。

在本实施例中，水接口63用于与输送消防灭火用水的水管路进行连接，能够实现电池簇的水消防，气体接口64用于与输送消防灭火气体的气体管路进行连接，能够实现电池簇的气体消防。管理模块60只包括水接口63，或者管理模块60只包括气体接口64，或者管理模块60既包括水接口63也包括气体接口64。当管理模块60既包括水接口63也包括气体接口64时，能够实现气体消防和水消防，在电池簇热失控初期，火势较小，可使气体管路与气体接口64连通进行灭火，当热失控进一步扩大时，可以连通水接口63加速灭火，防止火势蔓延。

结合参见图1至图6所示，本实用新型的一个实施例中，管理模块60还包括安装面板65和壳体66，水接口63和/或气体接口64设置在安装面板65上，且安装面板65可拆卸地安装在壳体66上。

在本实施例中，水接口63设置在安装面板65上，或者气体接口64设置在安装面板65上，或者水接口63和气体接口64均设置在安装面板65上，且安装面板65可拆卸地安装在壳体66上，这样能够实现水接口63、气体接口64的可拆卸连接，便于进行后期的安装维护。

结合参见图1至图6所示，本实用新型的一个实施例中，管理模块60还包括探测信号接口67，通过探测信号接口67能够获知箱体10内电芯模组30的运行状态，如箱体10内的温度、箱体10内是否有烟雾等，探测信号接口67设置在安装面板65上，又有安装面板65可拆卸，因此，当探测信号接口67发生损坏时，只需拆下安装面板65进行更换即可，无需拆卸整个管理模块60。

需要说明的是，高压接口61、通讯接口62、水接口63、气体接口64以及探测信号接口67的设置，可根据实际需要进行自由组合设置。如管理模块60同时包括高压接口61、通讯接口62、水接口63、气体接口64以及探测信号接口67，这样能够对外实现统一的接插。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种储能系统，包括：多个上述的电池簇结构，储能系统包括多个隔仓，多个隔仓之间是相互独立的，每个隔仓内均设置有一个所述电池簇结构。

在本实施例中，储能系统中相邻两个电池簇结构分别位于独立的隔仓内，并且相邻两个电池簇结构之间设置有隔热阻燃材料，可以延缓或隔绝火势向周边蔓延，在一定程度上能够起到防爆作用，从而将系统中热失控的损失尽量控制在单个电池簇结构内。其中，电池簇结构具有上述电池簇结构的所有优点，此处不再赘述。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型的上述的实施例实现了如下技术效果：设置有箱体和模组结构，模组结构分层设置在箱体内，层与层之间通过支撑结构将电芯模组进行分层安装固定，且各层之间为相互独立的层级关系，不需要区分先后安装顺序，这种分层的结构形式，方便进行安装和维护。另外，电池簇结构的IP防护等级由箱体控制，即箱体达到的IP防护等级就是电池簇结构的防护等级，箱体内部的各个模组结构不需要另外设置防护结构以达到所需的IP防护等级，从而能够降低生产制造成本。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种电池簇结构，其特征在于，包括：

箱体(10)；以及

多个模组结构(20)，多个所述模组结构(20)分层设置在所述箱体(10)内，多个所述模组结构(20)电性连接，所述模组结构(20)包括电芯模组(30)和支撑结构(40)，所述电芯模组(30)通过所述支撑结构(40)安装在所述箱体(10)内，且所述电池簇结构的IP防护等级由所述箱体(10)控制。

2.根据权利要求1所述的电池簇结构，其特征在于，所述模组结构(20)被构造为处于裸露状态。

3.根据权利要求1所述的电池簇结构，其特征在于，所述模组结构(20)外套设有外壳，所述外壳的IP防护等级小于所述箱体(10)的IP防护等级。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池簇结构，其特征在于，所述电池簇结构还包括管理模块(60)，所述管理模块(60)包括控制箱，所述控制箱上集成设置有高压接口(61)和通讯接口(62)，所述高压接口(61)包括正极接口(611)和负极接口(612)，各所述电芯模组(30)串联后的正极与所述正极接口(611)连接，各所述电芯模组(30)串联后的负极与所述负极接口(612)连接。

5.根据权利要求4所述的电池簇结构，其特征在于，所述控制箱上还集成设置有水接口(63)和/或气体接口(64)，所述水接口(63)和/或所述气体接口(64)的出口端与所述箱体(10)的内腔连通。

6.根据权利要求5所述的电池簇结构，其特征在于，所述管理模块(60)还包括安装面板(65)和壳体(66)，所述水接口(63)和/或所述气体接口(64)设置在所述安装面板(65)上，且所述安装面板(65)可拆卸地安装在所述壳体(66)上。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的电池簇结构，其特征在于，所述箱体(10)包括多个安装支架(11)，多个所述安装支架(11)沿第一方向间隔设置在所述箱体(10)的内壁上，所述支撑结构(40)滑动安装在所述安装支架(11)上。

8.根据权利要求7所述的电池簇结构，其特征在于，所述安装支架(11)包括第一支架(111)和第二支架(112)，所述第一支架(111)和所述第二支架(112)相对设置在所述箱体(10)的内壁上，所述第一支架(111)和所述第二支架(112)上均设置有滑轨，所述支撑结构(40)包括滚轮机构，所述滚轮机构与所述滑轨滑动配合，以使所述模组结构(20)能够沿所述滑轨的导向方向滑动。

9.根据权利要求8所述的电池簇结构，其特征在于，所述支撑结构(40)还包括支撑托板(41)和支撑框架(42)，所述支撑托板(41)和所述滚轮机构均安装在所述支撑框架(42)上，所述电芯模组(30)安装在所述支撑托板(41)上。

10.根据权利要求8所述的电池簇结构，其特征在于，所述支撑结构(40)还包括支撑托板(41)和支撑框架(42)，所述电池簇结构还包括散热结构(50)，所述支撑托板(41)、所述滚轮机构以及所述散热结构(50)均安装在所述支撑框架(42)上，所述支撑托板(41)位于所述支撑框架(42)远离所述电芯模组(30)的一端，所述电芯模组(30)放置在所述散热结构(50)上，并与所述支撑框架(42)固定连接。

11.根据权利要求1所述的电池簇结构，其特征在于，所述箱体(10)内设置有隔热阻燃材料，当所述电池簇结构热失控时，所述隔热阻燃材料能够延缓或者阻止火势的蔓延。

12.一种储能系统，其特征在于，包括：多个如权利要求1至9中任一项所述的电池簇结构，所述储能系统包括多个隔仓，多个所述隔仓之间是相互独立的，每个所述隔仓内均设置有一个所述电池簇结构。