CN220042148U - 电池簇及储能系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池簇及储能系统，所述电池簇中电池架包括第一安装区和第二安装区；电池模组包括若干个电池模块，各电池模块设置在第一安装区；电池模块包括第一连接端口组件和至少一个电芯，至少一个电芯连接第一连接端口组件；高压箱设置在第二安装区，高压箱包括第二连接端口组件；连接线组件分别连接第二连接端口组件和各第一连接端口组件。本申请通过将电池模组直接安装在电池架上形成整体，省去了插箱材料，降低了成本，当其中一个电池模块出现故障时，只需将出现故障的电池模块拆卸即可，无需拆卸其他电池模块，实现方便拆装任意一个电池模块，而不影响其他电池模模块使用，简化了结构。

Description

电池簇及储能系统

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池簇及储能系统。

背景技术

电池作为电化学储能的核心部件，具有较大的热失控风险，当发生热失控时，会瞬间释放大量热量，迅速蔓延至邻近电池，引发电池组大面积热失控，造成严重的火灾或爆炸事故。从安全性角度来看，做好电池的热管理，对有效控制和解决热失控带来的火灾、爆炸风险十分重要。电池簇是由若干个电池模组组成。

在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：目前电池簇采用的方式是将电池插箱安装在电池架上，当其中一个电芯有故障时，需要拆下整个电池插箱，才能更换相应的电芯，导致电池插箱内其他没有故障的电芯不能正常使用，且由于电池插箱间采用串联方式连接，当电池插箱拆下后，导致整个电池簇不能正常使用。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述现有的电池簇中存在的问题，提供一种能够方便拆装任意一个电池模块，而不影响其他电池模块使用，结构简单，成本低的电池簇及储能系统。

第一方面，本申请提供一种电池簇，包括：

电池架，电池架包括第一安装区和第二安装区；

电池模组，电池模组包括若干个电池模块，各电池模块设置在第一安装区；电池模块包括第一连接端口组件和至少一个电芯，至少一个电芯连接第一连接端口组件；

高压箱，高压箱设置在第二安装区，高压箱包括第二连接端口组件；

连接线组件，连接线组件分别连接第二连接端口组件和各第一连接端口组件。

可选的，相邻2个电池模块之间设置有隔离件，隔离件与电池架围合形成若干个容纳腔，各电池模块与各容纳腔一一对应设置。

可选的，连接线组件包括正极线和负极线；第一连接端口组件包括第一正极端口和第一负极端口；第二连接端口组件包括第二正极端口和第二负极端口；

正极线分别连接第二正极端口和各第一正极端口；负极线分别连接第二负极端口和各第二负极端口。

可选的，连接线组件还包括通信线；第一连接端口组件还包括第一通信端口；第二连接端口组件还包括第二通信端口；

通信线分别连接第二通信端口和各第一通信端口。

可选的，高压箱还包括高压模块和第三连接端口组件；高压模块连接在第二连接端口组件与第三连接端口组件之间；第三连接端口组件用于连接汇流柜。

可选的，高压箱还包括第一开关，第一开关连接第三连接端口组件；第一开关被配置为控制第三连接端口组件的通断。

可选的，第三连接端口组件包括第三正极端口和第三负极端口；汇流柜包括汇流正极端口和汇流负极端口；

高压模块分别连接第三正极端口和第三负极端口；第三正极端口连接汇流正极端口，第三负极端口连接汇流负极端口。

可选的，第三连接端口组件还包括第三通信端口；汇流柜还包括汇流通信端口；

第三通信端口连接汇流通信端口。

第二方面，本申请还提供一种储能系统，包括如上述任意一项的电池簇。

可选的，储能系统还包括汇流柜；电池簇连接汇流柜。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

上述的电池簇中，包括电池架、电池模组、高压箱和连接线组件，电池架包括第一安装区和第二安装区；电池模组包括若干个电池模块，各电池模块设置在第一安装区；电池模块包括第一连接端口组件和至少一个电芯，至少一个电芯连接第一连接端口组件；高压箱设置在第二安装区，高压箱包括第二连接端口组件；连接线组件分别连接第二连接端口组件和各第一连接端口组件。本申请通过将电池模组直接安装在电池架上形成整体，省去了插箱材料，降低了成本。通过将各个电池模块分别连接在连接线组件，当其中一个电池模块出现故障时，只需将出现故障的电池模块拆卸即可，无需拆卸其他电池模块，实现方便拆装任意一个电池模块，而不影响其他电池模模块使用，简化了结构。

附图说明

图1为本申请实施例中电池簇的第一结构示意图；

图2为本申请实施例中电池簇的主视结构示意图；

图3为本申请实施例中电池簇的俯视结构示意图；

图4为本申请实施例中电池簇的第二结构示意图。

附图标记：

10、电池架；20、电池模组；210、电池模块；220、第一连接端口组件；222、第一正极端口；224、第一负极端口；226、第一通信端口；230、电芯；30、高压箱；310、第二连接端口组件；312、第二正极端口；314、第二负极端口；316、第二通信端口；330、第三连接端口组件；332、第三正极端口；334、第三负极端口；336、第三通信端口；340、第一开关；40、连接线组件；410、正极线；420、负极线；430、通信线；50、汇流柜。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

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1至图4并结合实施例来详细说明本申请。

在一个实施例中，如图1至4所示，提供了一种电池簇，电池簇包括电池架10、电池模组20、高压箱30和连接线组件40。电池架10包括第一安装区和第二安装区；电池模组20包括若干个电池模块210，各电池模块210设置在第一安装区；电池模块210包括第一连接端口组件220和至少一个电芯230，至少一个电芯230连接第一连接端口组件220；高压箱30设置在第二安装区，高压箱30包括第二连接端口组件310；连接线组件40分别连接第二连接端口组件310和各第一连接端口组件220。

其中，电池架10可以是浸没式液冷电池架10，电池架10可划分为第一安装区和第二安装区，第一安装区可用来安装设置电池模组20，第二安装区可用来安装设置高压箱30。示例性的，第二安装区位于第一安装区下方，即高压箱30设置在电池模组20的下方。电池模组20包括若干个电池模块210，第一安装区可进一步划分为若干层安装层，每一层安装层可设置至少一个电池模块210。例如，每一层安装层可间隔设置4个电池模块210，每个电池模块210可通过卡接或螺丝连接方式设置在相应的安装层上。

电池模块210可包括第一连接端口组件220和至少一个电芯230，第一连接端口组件220可以是电池模块端的信号连接端口。例如，第一连接端口组件220可包括电信号连接端口和通信信号连接端口。电池模块210还可包括壳体，壳体内设置有至少一个电芯230，壳体上设置有第一连接端口组件220，同一模块的各电芯230分别连接第一连接端口组件220。

电池模块210可以是浸没式液冷电池模块，浸没式液冷电池模块指的是将电池直接浸没在冷却液中，完全与氧气隔离，实现对电池直接、快速、充分冷却降温，确保电池在最佳温度范围内运行，能有效延长电池的使用寿命，整体提升储能电站的安全性能。

高压箱30可包括第二连接端口组件310，第二连接端口组件310可以是高压箱30端的信号连接端口。例如，第二连接端口组件310可包括电信号连接端口和通信信号连接端口。高压箱30还可包括箱体，箱体内设置有高压模块，箱体上设置有第二连接端口组件310，高压模块连接第二连接端口组件310。连接线组件40可包括电力连接线和通信连接线。连接线组件40分别连接第二连接端口组件310和各第一连接端口组件220，连接线组件40可通过固件件固定在电池架10上。

上述实施例中，各电池模块210设置在电池架10的第一安装区；至少一个电芯230连接第一连接端口组件220；高压箱30设置在第二安装区，连接线组件40分别连接高压箱30的第二连接端口组件310和各电池模块210的第一连接端口组件220。通过将电池模组20直接安装在电池架10上形成整体，省去了插箱材料，降低了成本。通过将各个电池模块210分别连接在连接线组件40，当其中一个电池模块210出现故障时，只需将出现故障的电池模块210拆卸即可，无需拆卸其他电池模块210，实现方便拆装任意一个电池模块210，而不影响其他电池模模块使用，简化了结构。

在一个示例中，相邻2个电池模块210之间设置有隔离件，隔离件与电池架10围合形成若干个容纳腔，各电池模块210与各容纳腔一一对应设置。

其中，隔离件可以是密封垫。在第一安装区中，相邻2个电池模块210之间设置有隔离件，通过隔离件与电池架10围合形成若干个容纳腔，电池模块210安装设置在相应的容纳腔内。容纳腔的数量与电池模块210的数量箱体，进而各电池模块210与各容纳腔一一对应设置。

通过在相邻2个电池模块210之间设置有隔离件，隔离件与电池架10围合形成若干个容纳腔，密封效果好，拆装方便，当一个电池模块210出现故障时，只需将出现故障的电池模块210拆下，不用拆下其余的电池模块210，进而不影响其余的液冷电池模组的正常使用。

在一个示例中，连接线组件40包括正极线410和负极线420；第一连接端口组件220包括第一正极端口222和第一负极端口224；第二连接端口组件310包括第二正极端口312和第二负极端口314；正极线410分别连接第二正极端口312和各第一正极端口222；负极线420分别连接第二负极端口314和各第二负极端口314。

其中，连接线组件40包括至少一根正极线410和至少一根负极线420，负极线420电池模块210的第一连接端口组件220可包括第一正极端口222和第一负极端口224；高压箱30的第二连接端口组件310可包括第二正极端口312和第二负极端口314。

正极线410连接每一个电池模块210的第一正极端口222，负极线420连接每一个电池模块210的第一负极端口224；正极线410连接到高压箱30的第二正极端口312，负极线420连接到高压箱30的第二负极端口314，进而实现电池模块210级别的总正输出和总负输出，另外，拆装方便，当一个电池模块210出现故障时，只需将出现故障的电池模块210的第一连接端口组件220拆卸，无需拆下其余的电池模块210，进而不影响其余的液冷电池模组的正常使用。

在一个示例中，连接线组件40还包括通信线430；第一连接端口组件220还包括第一通信端口226；第二连接端口组件310还包括第二通信端口316；通信线430分别连接第二通信端口316和各第一通信端口226。

其中，通信线430可用来传输电压、电流或温度等采集信号。电池模块210的第一连接端口组件220还包括第一通信端口226，高压箱30的第二连接端口组件310还包括第二通信端口316，电池模块210还可包括传感模块，例如，传感模块可以但不限于是电压传感模块、电流传感模块和温度传感器。传感模块连接第一通信端口226。

通信线430连接每一个电池模块210的第一通信端口226，通信线430连接到高压箱30的第二通信端口316，进而实现电池模块210级别的信息采集和管理。另外，拆装方便，当一个电池模块210出现故障时，只需将出现故障的电池模块210的第一连接端口组件220拆卸，无需拆下其余的电池模块210，进而不影响其余的液冷电池模组的正常使用。

在一个示例中，高压箱30还包括高压模块和第三连接端口组件330；高压模块连接在第二连接端口组件310与第三连接端口组件330之间；第三连接端口组件330用于连接汇流柜50。

高压模块指的是高压回路管理模块，具有对电池簇的电压采集、电流采集、接触器控制和保护等功能。第三连接端口组件330用来连接汇流柜50。基于高压模块连接在第二连接端口组件310与第三连接端口组件330之间；第三连接端口组件330连接汇流柜50，进而实现电池簇级的信号传输。

示例性的，高压箱30还包括第一开关340，第一开关340连接第三连接端口组件330；第一开关340被配置为控制第三连接端口组件330的通断。其中，第一开关340指的是高压箱30开关，基于一开关连接第三连接端口组件330，通过控制第一开关340的通断，进而可实现控制第三连接端口组件330的通道，从而实现电池簇级的信号传输。

在一个实施例中，第三连接端口组件330包括第三正极端口332和第三负极端口334；汇流柜50包括汇流正极端口和汇流负极端口；高压模块分别连接第三正极端口332和第三负极端口334；第三正极端口332连接汇流正极端口，第三负极端口334连接汇流负极端口。

示例性的，电池簇还可包括第二连接线组件40，其中，第二连接线组件40可包括第二正极线和第二负极线，第二正极线指的是电池簇总正电缆，第二负极线指的是电池簇总负电缆。

基于第二正极线连接在第三正极端口332与汇流正极端口之间，第二负极线连接在第三负极端口334与汇流负极端口之间，进而实现电池簇级的总正输出和总负输出。

在一个示例中，第三连接端口组件330还包括第三通信端口336；汇流柜50还包括汇流通信端口；第三通信端口336连接汇流通信端口。

示例性的，汇流柜50包括BAMS(系统级管理单元)。电池簇的第二连接线组件40可包括第二通信线。基于第二通信线连接在第三通信端口336与汇流通信端口之间，汇流通信端口连接BAMS，进而能够实现电池簇级的信息采集和管理。

上述实施例中，通过将电池模组20直接安装在电池架10上形成整体，省去了插箱材料，降低了成本。通过将各个电池模块210分别连接在连接线组件40，当其中一个电池模块210出现故障时，只需将出现故障的电池模块210拆卸即可，无需拆卸其他电池模块210，实现方便拆装任意一个电池模块210，而不影响其他电池模模块使用，简化了结构。

在一个实施例中，还提供一种储能系统，包括如上述任意一项的电池簇。

其中，电池簇可参考上述实施例中对电池簇的描述，在次不再赘述。

上述的储能系统中，储能系统可包括至少一个电池簇，电池簇包括电池架、电池模组、高压箱和连接线组件，电池架包括第一安装区和第二安装区；电池模组包括若干个电池模块，各电池模块设置在第一安装区；电池模块包括第一连接端口组件和至少一个电芯，至少一个电芯连接第一连接端口组件；高压箱设置在第二安装区，高压箱包括第二连接端口组件；连接线组件分别连接第二连接端口组件和各第一连接端口组件。通过将电池模组直接安装在电池架上形成整体，省去了插箱材料，降低了成本。通过将各个电池模块分别连接在连接线组件，当其中一个电池模块出现故障时，只需将出现故障的电池模块拆卸即可，无需拆卸其他电池模块，实现方便拆装任意一个电池模块，而不影响其他电池模模块使用，简化了结构。

在一个示例中，储能系统还包括汇流柜；电池簇连接汇流柜。

汇流柜可包括汇流正极端口、汇流负极端口和汇流通信端口，基于高压箱的第三正极端口连接汇流正极端口，高压箱的第三负极端口连接汇流负极端口，高压箱的第三通信端口连接汇流通信端口，通过第一开关的通信控制，进而实现电池簇级的总正输出、总负输出、信息采集和管理。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池簇，其特征在于，包括：

电池架，所述电池架包括第一安装区和第二安装区；

电池模组，所述电池模组包括若干个电池模块，各所述电池模块设置在第一安装区；所述电池模块包括第一连接端口组件和至少一个电芯，所述至少一个电芯连接所述第一连接端口组件；

高压箱，所述高压箱设置在所述第二安装区，所述高压箱包括第二连接端口组件；

连接线组件，所述连接线组件分别连接所述第二连接端口组件和各所述第一连接端口组件。

2.根据权利要求1所述的电池簇，其特征在于，相邻2个电池模块之间设置有隔离件，所述隔离件与所述电池架围合形成若干个容纳腔，各所述电池模块与各所述容纳腔一一对应设置。

3.根据权利要求1所述的电池簇，其特征在于，所述连接线组件包括正极线和负极线；所述第一连接端口组件包括第一正极端口和第一负极端口；所述第二连接端口组件包括第二正极端口和第二负极端口；

所述正极线分别连接所述第二正极端口和各所述第一正极端口；所述负极线分别连接所述第二负极端口和各所述第二负极端口。

4.根据权利要求3所述的电池簇，其特征在于，所述连接线组件还包括通信线；所述第一连接端口组件还包括第一通信端口；所述第二连接端口组件还包括第二通信端口；

所述通信线分别连接所述第二通信端口和各所述第一通信端口。

5.根据权利要求1所述的电池簇，其特征在于，所述高压箱还包括高压模块和第三连接端口组件；所述高压模块连接在所述第二连接端口组件与所述第三连接端口组件之间；所述第三连接端口组件用于连接汇流柜。

6.根据权利要求5所述的电池簇，其特征在于，所述高压箱还包括第一开关，所述第一开关连接所述第三连接端口组件；所述第一开关被配置为控制所述第三连接端口组件的通断。

7.根据权利要求5所述的电池簇，其特征在于，所述第三连接端口组件包括第三正极端口和第三负极端口；所述汇流柜包括汇流正极端口和汇流负极端口；

所述高压模块分别连接所述第三正极端口和第三负极端口；所述第三正极端口连接所述汇流正极端口，所述第三负极端口连接所述汇流负极端口。

8.根据权利要求7所述的电池簇，其特征在于，所述第三连接端口组件还包括第三通信端口；所述汇流柜还包括汇流通信端口；

所述第三通信端口连接所述汇流通信端口。

9.一种储能系统，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的电池簇。

10.根据权利要求9所述的储能系统，其特征在于，还包括汇流柜；所述电池簇连接所述汇流柜。