CN220797024U - 一种极柱转接件、单体电池、大容量电池及储能设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池领域，具体为一种极柱转接件、单体电池、大容量电池及储能设备。解决现有电池组中单体电池极柱位置处热量过高可能造成热失控的问题，极柱转接件主体上开设n个第一孔，通过每个第一孔与一个单体电池极柱连接，其中n≥1；通过在单体电池的极柱上增设极柱转接件，增大极柱的散热面积，基于此类单体电池成组后，极柱上集中的热量可从极柱转接件散出，减少热失控风险。另外，当该极柱转接件主体上开设多个第一孔时，极柱转接件主体为一根细长构件，细长构件将各单体电池的极柱连接后，各单体电池极柱温度分布的更加均匀，散热效果更佳。

Description

一种极柱转接件、单体电池、大容量电池及储能设备

技术领域

本实用新型属于电池领域，具体为一种极柱转接件、单体电池、大容量电池及储能设备。

背景技术

目前，常见的电池组都是采用多个单体电池(单体电池一般为圆柱形电池或方形电池)通过串、并联或串并联结合的方式连接在一起而构成。

电池组的温控一直是本领域比较关注的热点，现有的电池组大多采用风冷或者液冷的方式对电池组整体进行温控。但是，由于电池组中单体电池极柱是热量最为集中的部位，当极柱局部热量过高，则极有可能造成电池组中单体电池出现热失控。

实用新型内容

为了解决现有电池组中单体电池极柱位置处热量过高可能造成热失控的问题，本实用新型提供了一种极柱转接件、单体电池、大容量电池及储能设备。

本实用新型的技术方案是：

一种极柱转接件，其特殊之处在于：包括极柱转接件主体；

上述极柱转接件主体上开设n个第一孔，通过每个第一孔与一个单体电池极柱连接，其中n≥1。

本实用新型通过在单体电池的极柱上增设极柱转接件，增大极柱的散热面积，基于此类单体电池成组后，极柱上集中的热量可从极柱转接件散出，减少热失控风险。

另外，当该极柱转接件主体上开设多个第一孔时，极柱转接件主体为一根细长构件，细长构件将各单体电池的极柱连接后，各单体电池极柱温度分布的更加均匀，散热效果更佳。

进一步地，为了提高极柱转接件的导电性能，上述的极柱转接件，还包括n个导电柱，上述n个导电柱与n个第一孔一一对应固定在上述第一孔内，且导电柱的外壁与第一孔内壁紧密接触。在提高导电性能的同时，可以提高极柱转接件的导热性能。

进一步地，为了提高极柱转接件与极柱的连接可靠性，上述第一孔为盲孔，盲孔底部通过焊接的方式与单体电池极柱连接；为了消除焊接应力，盲孔底部开设贯通盲孔的第一通孔，上述第一通孔孔径小于盲孔孔径。

进一步地，上述极柱转接件上开设有用于安装传热管的通槽，上述通槽尺寸与传热管相适配。

进一步地，在盲孔四周的极柱转接件主体区域均布四个螺纹孔。

当采用开设一个第一孔的极柱转接件主体，构件大容量电池时，通过螺钉可将第一电连接件和极柱转接件进行连接。相对于第一电连接件直接与各个单体电池极柱连接的方式，第一电连接件通过四个螺纹孔配合螺钉与极柱转接件的接触更为紧密。

在构建储能设备时，通过螺钉可将第二电连接件和极柱转接件进行连接。相对于第二电连接件直接与各个单体电池极柱连接的方式，第二电连接件通过四个螺纹孔配合螺钉与极柱转接件的接触更为紧密。

本实用新型还提供一种单体电池，包括正极极柱和负极极柱，其特殊之处在于：上述正极极柱和负极极柱上均连接有上述的极柱转接件，极柱转接件主体上开设一个第一孔。

本实用新型还提供一种大容量电池，其特殊之处在于：包括m个上述的单体电池和第一电连接件，通过第一电连接件将各个单体电池的极柱转接件连接，实现各个单体电池的串联或并联。

本实用新型还提供一种大容量电池，包括m个单体电池，其中m＞1，其特殊之处在于：还包括两个上述的极柱转接件，极柱转接件主体上开设m个第一孔；其中一个极柱转接件与所有单体电池的正极极柱连接，另一个极柱转接件与所有单体电池的负极极柱连接。

进一步地，上述大容量电池还包括传热管；所述传热管安装在极柱转接件主体上的通槽内。

进一步地，传热管以蛇形排布方式将所有极柱转接件串接。

本实用新型还提供一种储能设备，其特殊之处在于：包括多个上述的大容量电池以及第二电连接件；

多个大容量电池并排放置；相邻两个大容量电池之间通过第二电连接件串联；

第二电连接件的一侧与一个大容量电池各个单体电池正极极柱上的极柱转接件连接，第二电连接件的另一侧与另一个大容量电池各个单体电池负极极柱上的极柱转接件连接。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过在单体电池的极柱上增设极柱转接件，增大极柱的散热面积，基于此类单体电池成组后，极柱上集中的热量可从极柱转接件散出，减少热失控风险。

2、本实用新型在极柱转接件上开设第一孔，便于极柱转接件与单体电池极柱连接，并在第一孔内固定导电柱，使得整个极柱转接件具有较高的导电能力和导热能力。

3、本实用新型在极柱转接件上设有安装传热管的通槽，在通槽内固定传热管后，极柱上集中的热量还可从极柱转接件传递至传热管后将热量带出。同理，待环境温度过低，单体电池可能无法正常启动时，外部温控装置还可通过传热管对各单体电池进行升温。

另外，当该极柱转接件主体上开设多个第一孔时，极柱转接件主体为一根细长构件，细长构件将各单体电池的极柱连接后，各单体电池极柱温度分布的更加均匀，控温效果更佳。

4、本实用新型在极柱转接件主体上均布四个螺纹孔，通过螺钉可与电连接件连接，实现多个单体电池的串联或并联，也可将多个大容量电池串联以构建储能设备。相对于电连接件直接与各个单体电池极柱连接的方案，电连接件与极柱转接件的接触更为紧密。

附图说明

图1为实施例1极柱转接件的结构示意图；

图2为实施例1和实施例4中单体电池的结构示意图；

图3为实施例1中设有导电柱的极柱转接件的结构示意图；

图4为实施例1中设有导电柱的极柱转接件的爆炸结构示意图；

图5为实施例2极柱转接件的结构示意图；

图6为实施例3一种极柱转接件的结构示意图；

图7为实施例3另一种极柱转接件的结构示意图；

图8为实施例5一种大容量电池的结构示意图；

图9为实施例5另一种大容量电池的结构示意图；

图10为实施例5第三种大容量电池的结构示意图；

图11为实施例6一种大容量电池的结构示意图；

图12为实施例6另一种大容量电池的结构示意图；

图13为实施例7一种大容量电池的结构示意图；

图14为实施例7另一种大容量电池的结构示意图；

图15为实施例7第三种大容量电池的结构示意图。

图中附图标记为：

1、极柱转接件主体；2、第一孔；3、单体电池极柱；4、导电柱；5、通槽；6、螺纹孔；7、单体电池；8、传热管；81、绝缘接头；9、外壳顶板。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语中的“顶、底”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。

实施例1

本实施例为一种极柱转接件，用于与单体电池极柱3(包括正极极柱和负极极柱)连接，通过该极柱转接件可改善单体电池极柱3局部热量过高的问题。

与正极极柱或负极连接的极柱转接件结构相同，本实施例以与正极极柱连接的极柱转接件为例，其结构如图1所示。

从图中可以看出，本实施例极柱转接件主体1为一个矩形块，在其他一些实施例中，极柱转接件主体1也可以为圆柱体。可采用导电性和导热性都比较好的金属材料制作，例如：银、铜、铝等材料，但是从成本以及导电、导热效果综合考虑，一般会选择铝作为极柱转接件的材料。

为了将其与单体电池极柱3连接，本实施例在极柱转接件主体1上开设第一孔2，第一孔2可以为通孔，也可以为盲孔；当为通孔时，可以为螺纹通孔，采用螺钉连接的方式将其连接在单体电池极柱3上；当为盲孔时，可以将盲孔底部与单体电池极柱3熔焊实现二者连接，也可以采用螺钉连接的方式连接，相对于螺钉连接方式，焊接连接的可靠性较高，因此本实施例第一孔2优选为盲孔，选用焊接连接。为了消除焊接应力，可以在盲孔底部开设贯通盲孔的通孔。也可以理解为第一孔2的结构为台阶孔，台阶孔的大孔靠近极柱转接件主体1的上端面，小孔靠近极柱转接件主体1的下端面。

为了获得更好的散热效果，可以尽量增大极柱转接件主体1的体积，以增大其散热面积，如图2所示，本实施例极柱转接件主体1在单体电池7上盖板上的投影完全覆盖对应极柱在单体电池7上盖板上的投影。

需要说明的是，极柱转接件主体1的体积也不宜过大，避免成组后，相邻单体电池7之间的距离增大，而使得整个大容量电池的体积增大，进而使得以此类大容量电池构建的储能设备能力密度较低。

考虑到，导流截面的不同，空心导体的导电能力弱于实心导体的导电能力，将极柱转接件主体1与极柱连接后，本实施例在第一孔2内固定导电柱4，以提高极柱转接件的导电能力，如图3和图4所示。

第一孔2可以为圆孔、方孔或其他异性孔；为了与极柱形状相适配，本实施例优选圆孔。导电柱4的形状与第一孔2适配，为圆柱体，其外径可以略大于第一孔2的孔径，与第一孔2以过盈配合的方式连接，为了便于将其固定在第一孔2内，可以在导电柱4的端面设置倒角。导电柱4的高度可以与第一孔2孔深相同，也可以略小于第一孔2孔深，本实施例对导电柱4的高度不做限定。导电柱4的材料与极柱转接件主体1的材料相同。

本实施例还可以在极柱转接件主体1上开设螺纹孔6，在构建储能设备时，通过螺钉可将电连接件和极柱转接件进行连接。为了提高连接的可靠性，在盲孔四周的极柱转接件主体1区域均布四个螺纹孔6。

实施例2

如图5所示，与上述实施例不同的是，本实施例在实施例1的极柱转接件主体1上设有用于安装传热管8的装夹部。利用具有此类极柱转接件的单体电池7构建大容量电池后，在极柱转接件的装夹部安装传热管8，极柱上集中的热量还可从极柱转接件传递至传热管8后将热量带出。同理，待环境温度过低，单体电池7可能无法正常启动时，外部温控装置还可通过传热管8对各单体电池7进行升温。

装夹部可以为开设在极柱转接件主体1上的通孔或通槽5；通孔或通槽5的尺寸需要确保传热管8紧密的夹持在其中，以确保安装稳定性的同时还需保证传热管8和极柱转接件之间的传热效果。相比通孔来说，若成组的单体电池7数量较多，传热管8更加容易固定在通槽5内，并且当传热管8为铜管或热管等金属材料制作时，通槽5相比通孔来说，要确保传热管8与通槽5槽壁接触紧密这一状态更加容易(即可通过外部工装从通槽5开口处挤压，使铜管或热管产生变形)；通槽5的截面可以设计为U字形或者C字形。

当通槽5与第一孔2贯通后，第一孔2内的导电柱4还具有提高导热效果的作用，使得极柱和传热管8可以更好的实现热交换。

实施例3

如图6和图7所示，与上述实施例不同的是，本实施例极柱转接件为一根细长的矩形块，在该矩形块上设有多个盲孔，每个盲孔底部均用于与一个单体电池极柱3连接。该极柱转接件的材料为铝，具有较好的导电和导热效果。每个盲孔底部与单体电池极柱3熔焊实现二者连接，为了消除焊接应力，可以在盲孔底部开设贯通盲孔的通孔。同理，考虑到，导流截面的不同，空心导体的导电能力弱于实心导体的导电能力，将极柱转接件主体1与极柱连接后，每个盲孔内均设有一个导电柱4，且导电柱4的外壁与盲孔内壁紧密接触。

如图6所示，为本实施例极柱转接件的一种结构示意图，可以理解为，该细长的极柱转接件由实施例1中的多个极柱转接件沿同一方向排布且依次连接为一体件。

如图7所示，为在图6所示结构的基础上设有通槽5的极柱转接件；可以理解为，该细长的极柱转接件由实施例2中的多个极柱转接件沿同一方向排布且依次连接为一体件。

各个单体电池7成组后，在大容量电池上通过该极柱转接件不仅可以散热，还可以实现各单体电池7的电连接，另外，在利用此类大容量电池构建储能设备时，电连接件的两侧可分别与相邻大容量电池正极极柱上的极柱转接件和负极极柱上的极柱转接件连接，实现两个大容量电池的串联。

图7中的极柱转接件上设置了传热管8装夹部，成组后，在传热管8装夹部安装传热管8，极柱上集中的热量还可从极柱转接件传递至传热管8后将热量带出至外部温控装置进行处理。同理，待环境温度过低，单体电池7可能无法正常启动时，外部温控装置还可通过传热管8、极柱转接件对各单体电池7进行升温。另外，该极柱转接件为一根细长构件，细长构件将各单体电池极柱3连接后，各单体电池极柱3进行升温或降温时温度分布的更加均匀，控温效果更佳。

实施例4

本实施例为一种单体电池7，其结构如图2所示，在单体电池7正极极柱和负极极柱上均连接有实施例1或2中的极柱转接件。具体极柱转接件的结构以及极柱转接件与极柱的连接方式在上述实施例中均已描述，此处不再赘述。

实施例5

本实施例为一种大容量电池，包括实施例4中的多个单体电池7，其结构如图8、图9和图10所示。

图8中，各个极柱转接件的通槽5沿x方向延伸，可以在位于同一侧的各个极柱转接件的通槽5内固定传热管8，实现换热，当传热管为金属件时，还可以实现各个单体电池的并联。

图9中，各个极柱转接件的通槽5沿y方向延伸，可以利用传热管8以蛇形排布方式将所有极柱转接件进行串接；需要说明的是，连接同一单体电池7正负极柱之间的传热管8部分需要绝缘，该部分可以采用绝缘接头81或绝缘管段，传热管8的其余部分可以采用铝管，以提高换热效率，同时还可以实现多个单体电池7的串联。

图10中，与图9结构不同的是，整个传热管8均采用绝缘管段，优选采用导热、导电性能较好的绝缘管段。相较于图9，该传热管8的密封性较好。

实施例6

本实施例为一种大容量电池，不同于实施例5的是，还包括外壳，外壳顶板9开设有可以使各个单体电池极柱3伸出的通孔，多个单体电池7并排设置在外壳内，且极柱伸出对应通孔；通孔对应的外壳区域与单体电池7壳体固定密封。其结构如图11和图12所示。

实施例7

本实施例为一种大容量电池，与实施例5和实施例6不同的是，各个单体电池极柱3上连接有实施例3所述的极柱转接件，以图13、图14和图15所示，包括两个极柱转接件，其中一个极柱转接件与所有单体电池7的正极极柱连接，另一个极柱转接件与所有单体电池7的负极极柱连接。在通槽5安装传热管8，极柱上集中的热量可从极柱转接件传递至传热管8后将热量带出至外部温控装置进行处理。同理，待环境温度过低，单体电池7可能无法正常启动时，外部温控装置还可通过传热管8、极柱转接件对各单体电池7进行升温。另外，该极柱转接件为一根细长构件，细长构件将各单体电池极柱3连接后，各单体电池极柱3进行升温或降温时温度分布的更加均匀，控温效果更佳。

实施例8

本实施例提供了一种储能设备，包括2个实施例5、实施例6、实施例7或实施例8所述的大容量电池以及电连接件；实际应用中大容量电池的数量以及电连接件的数量可根据需求进行选择。

2个大容量电池并排放置；相邻两个大容量电池之间通过电连接件串联；电连接件的一侧与一个大容量电池中正极极柱上的极柱转接件连接，该电连接件的另一侧与另一个大容量电池中负极极柱上的极柱转接件连接。

Claims (11)

1.一种极柱转接件，其特征在于：包括极柱转接件主体(1)；

所述极柱转接件主体(1)上开设n个第一孔(2)，通过每个第一孔(2)与一个单体电池极柱(3)连接，其中n≥1。

2.根据权利要求1所述的极柱转接件，其特征在于：还包括n个导电柱(4)，所述n个导电柱(4)与n个第一孔(2)一一对应固定在所述第一孔(2)内，且导电柱(4)的外壁与第一孔(2)内壁紧密接触。

3.根据权利要求2所述的极柱转接件，其特征在于：所述第一孔(2)为盲孔，盲孔底部通过焊接的方式与单体电池极柱(3)连接；盲孔底部开设贯通盲孔的第一通孔，所述第一通孔孔径小于盲孔孔径。

4.根据权利要求3所述的极柱转接件，其特征在于：所述极柱转接件主体(1)上开设有用于安装传热管(8)的通槽(5)，所述通槽(5)尺寸与传热管(8)相适配。

5.根据权利要求3所述的极柱转接件，其特征在于：在盲孔四周的极柱转接件主体(1)区域均布四个螺纹孔(6)。

6.一种单体电池，包括正极极柱和负极极柱，其特征在于：所述正极极柱和负极极柱上均连接有权利要求1-5任一项所述的极柱转接件，极柱转接件主体(1)上开设一个第一孔(2)。

7.一种大容量电池，其特征在于：包括m个权利要求6所述的单体电池和第一电连接件，通过第一电连接件将各个单体电池的极柱转接件连接，实现各个单体电池的串联或并联。

8.一种大容量电池，包括m个单体电池(7)，其中m＞1，其特征在于：还包括两个权利要求1-5任一项所述的极柱转接件，极柱转接件主体(1)上开设m个第一孔(2)；其中一个极柱转接件与所有单体电池(7)的正极极柱连接，另一个极柱转接件与所有单体电池(7)的负极极柱连接。

9.根据权利要求7或8所述的大容量电池，其特征在于：还包括传热管(8)；所述传热管(8)安装在极柱转接件主体(1)上的通槽(5)内。

10.根据权利要求9所述的大容量电池，其特征在于：传热管(8)以蛇形排布方式将所有极柱转接件串接。

11.一种储能设备，其特征在于：包括多个权利要求8至10任一项所述的大容量电池以及第二电连接件；

多个大容量电池并排放置；相邻两个大容量电池之间通过第二电连接件串联；

第二电连接件的一侧与一个大容量电池各个单体电池(7)正极极柱上的极柱转接件连接，第二电连接件的另一侧与另一个大容量电池各个单体电池(7)负极极柱上的极柱转接件连接。