WO2024104278A1

WO2024104278A1 - 一种电池组及储能设备

Info

Publication number: WO2024104278A1
Application number: PCT/CN2023/131137
Authority: WO
Inventors: 雷政军; 陈孟奇; 张三学; 韩晓宇
Original assignee: 双澳储能科技（西安）有限公司
Priority date: 2022-11-15
Filing date: 2023-11-11
Publication date: 2024-05-23

Abstract

本申请公开了一种电池组及储能设备，所述电池组包括固定组件、共享管路组件、换热组件以及若干方形电池，若干方形电池并联连接；固定组件用于将所述若干方形电池并排固定连接以形成电池组；共享管路组件用于将所述若干方形电池的内腔全部贯通，以使所述电池组中所有方形电池均处于一个电解液体系下；换热组件用于与若干方形电池同一侧的极柱固定连接，以实现电池组中所有方形电池与外部进行换热。本申请能够加强电池组内各个方形电池电解液的均一性，提高循环寿命，还能通过该共享管路组件为电池组补充电解液，延长电池组的使用寿命，同时提高电池组的使用安全性。

Description

一种电池组及储能设备

技术领域

本申请涉及储能技术领域，特别是涉及一种电池组及储能设备。

背景技术

目前市场上多通过并联或串联圆柱电池、方形电池、软包电池使其成为电池组。如CN208078069U公开了一种电芯组件及电池组，所述电芯组件包括多个电芯、导电带、第一极耳以及第二极耳，多个所述电芯并排设置，所述导电带与多个所述电芯连接，以将间隔设置或相邻的两个所述电芯串联，所述第一极耳以及所述第二极耳设置于多个并排设置的所述电芯的同一侧，所述第一极耳通过所述导电带与一个所述电芯连接，所述第二极耳通过所述导电带与另一个所述电芯连接。

但是上述电池组依然存在以下缺陷：电池组使用一段时间后各个单体电池的电解液会存在一定程度的差异，电解液量最少或者有效成分最少的单体电池将成为木桶效应中的短板，影响电池组整体寿命，并且电解液均一性较差的问题会使各单体电池内阻不一致，进而引发各个单体电池发热量不一致的情况，存在安全隐患。为了解决电池组发热量不一致的问题，现有的电池组散热方式是：通过设置液冷循环管路对电池组进行散热；但是经过实际使用发现：由于各单体电池的发热量不一致，若采用现有散热方式则需要增大液冷循环管路中液冷介质的流通路径或流通面积来确保散热效果，但是这样的散热方式会带来电池组体积较大、制作装配复杂、配套设备繁多、成本较高等问题。

因此，如何削弱木桶效应造成的不良影响以保证现有电池组中单体电池的一致性，并同时解决现有液冷散热方式会导致电池组体积较大、结构复杂，制作成本等是目前亟待解决的问题。

发明内容

为削弱木桶效应造成的不良影响以保证现有电池组中单体电池的一致性，并同时解决现有液冷散热方式会导致电池组体积较大、结构复杂，制作成本等问题，本申请采用的一种技术方案是，提供一种电池组及储能设备。

本申请的电池组包括固定组件、共享管路组件、换热组件以及若干方形电池，若干方形电池并联连接；固定组件用于将所述若干方形电池并排固定连接以形成电池组；共享管路组件用于将所述若干方形电池的内腔全部贯通，以使所述电池组中所有方形电池均处于一个电解液体系下；换热组件用于与若干方形电池同一侧的极柱固定连接，以实现电池组中所有方形电池与外部进行换热。本申请通过并联连接电池组内若干方形电池并通过固定组件固定形成电池组，同时设置共享管路组件，使电池组内所有方形电池处于同一电解液体系下，削弱木桶效应造成的不良影响确保了电池组内各个方形电池电解液均一，提高循环寿命；同时均一性的提升也降低了各单体电池发热量的差异，使得各单体电池能基本维持均衡发热，降低了由于个别电池发热量过大而导致热失控的几率。另外，该共享管路组件还可为电池组补充电解液，进一步延长了电池组的使用寿命。

进一步地，由于各单体电池基本维持均衡发热的状态，因此本申请采用换热组件与各单体电池极柱相连的方式将各单体电池上热量最为集中的极柱热量传导至外部进行散热，该散热方式不仅实现了对电池组内各个单体电池的均衡散热，提高了电池组的使用安全性，同时该结构简单、易于制作装配，且制作成本低。

较佳的，所述共享管路组件包括注液管路，所述方形电池包括注液通道，所述注液通道设置有密封机构；每个方形电池通过注液通道与所述注液管路连通；注液管路一端作为总注液口，另一端封闭；所述密封机构用于对注液通道起密封作用，且该密封机构在遇电解液时溶解或在外力作用下形成开口，继而使得注液通道贯通，以实现注液管路和方形电池电解液腔的连通。注液管路和密封机构的设置使电池组在形成共享电解液体系前保持每个方形电池内的电极组件不接触空气，在组成电池组前可对每个方形电池先进行分容，一致性好的方形电池再用来组成电池组。组成电池组时，在需要注液时去除密封机构再统一注入电解液，使得电池组的性能更佳。

较佳的，所述注液管路包括若干汇流管和若干连接管；若干汇流管分别设置在每个方形电池壳体上，且每个汇流管沿所述方形电池壳体的厚度方向或宽度方向铺设；相邻两个方形电池上所述汇流管均通过一个连接管连接。汇流管与壳体一体化设计并通过连接管连接的设置使方形电池的壳体及其组成的电池组加工简便，经济实用，密封效果良好。

较佳的，所述连接管两端包括连接嘴，所述汇流管两端设置有连接口，所述连接嘴嵌于所述连接口内密封连接；或所述连接管两端包括连接口，所述汇流管两端设置连接嘴，所述连接嘴嵌于所述连接口内密封连接。连接嘴和连接口的设置使汇流管与连接管的拼接更加简单便捷，还能够使各个方形电池之间排列紧密，缩小电池组体积。

较佳的，所述连接嘴为锥形嘴，所述连接嘴与所述连接口过盈配合；或所述连接嘴与所述连接口螺纹连接。锥形嘴能够更好的与连接口拼接，过盈配合能够提高共享管路组件的气密性，螺纹连接方便安装，成本低，气密性好。

较佳的，所述注液管路的总注液口上设置有可拆卸的泄爆机构，注液管路的封闭端采用封堵件密封。泄爆机构的设置能够使共享管路组件同时作为泄爆通道使用，当任一方形电池发生热失控，则共享电解液通道作为泄爆通道，热失控烟气通过泄爆机构排出。

较佳的，所述密封机构为设置有牵引环的密封片，在外力牵引下所述牵引环撕开所述密封片形成开口；或所述密封机构为附有保护膜的密封膜，所述密封膜溶于电解液，所述保护膜不溶于电解液，所述保护膜附于所述密封膜面向所述方形电池的内腔的一侧，当所述密封膜溶于电解液后，所述保护膜随之脱落。密封机构可通过外力打开或通过电解液溶解打开，两种方式均能够起到单个方形电池制作时组装、化成、分容等步骤的要求，且在组成电池组时打开方便简单。

较佳的，所述换热组件包括传热管，所述极柱设置有通槽，所述传热管固定在所述通槽内。极柱是方形电池发热最为明显的地方，在极柱上设置通槽，并将传热管设置在通槽内可以通过温控设备有效降低极柱的热量，也可在电池组温度低时对电池组加热，提高电池组的安全性和运行稳定性。

较佳的，所述通槽的断面呈C字形或U字形；所述传热管直径与所述通槽最宽处的比为1:1.05～1:1.1；所述通槽的长度与所述方形电池的上盖板的宽度比为0.7:1～0.9:1。C字形通槽其两端形成的弧度具有自然张力，有利于将传热管紧密卡接在通槽内；U字形的通槽，其开口宽度与通槽的最宽处较为接近，便于放置传热管，且能够提供足够的操作空间使专用工装将传热管整平或将传热管与通槽贴合的更加紧密。

较佳的，所述方形电池壳体包括上盖板、下盖板和筒体，所述极柱绝缘设置在所述上盖板上，所述下盖板与所述汇流管为一体成型的铝挤压件；所述筒体为铝挤压件；所述下盖板与所述筒体激光焊接固定。挤压工艺成本低，焊接固定的工艺密封效果好。

较佳的，所述固定组件为固定壳体，若干所述方形电池并排固定设置在所述固定壳体内；或所述固定组件包括第一组装件和第二组装件，所述第一组装件与所述方形电池的所述方形电池的筒体侧壁固定连接，用于将并排放置的若干方形电池固定为一个整体；所述第二组装件位于并排放置的若干方形电池下方，且与方形电池的下盖板固定连接。

同时，本申请提供

一种储能设备，该储能设备包括箱体、固定架、温控装置、BMS系统以及至少两个电池组；所述固定架设置于箱体内，至少两个电池组串联连接后固定在所述固定架上；所述电池组包括固定组件、换热组件、共享管路组件以及若干方形电池；固定组件将若干方形电池固定连接为一个整体，且若干方形电池并联设置，共享管路组件，用于将所述若干方形电池的内腔全部贯通，以使所述电池组中所有方形电池均处于一个电解液体系下；换热组件用于实现电池组与温控装置之间的热交换；所述温控装置设置在箱体外，用于通过所述换热组件实现对每个电池组的升温或降温；所述BMS系统用于管理所述至少两个电池组，包括BMS主机以及与所述电池组数量相同的BMS从机，所述BMS主机分别设置在所述电池组上，所述BMS主机分别与所有BMS从机通讯连接。

本申请通过在储能设备的电池组设置换热组件，该换热组件与每个方形电池发热最严重的极柱连接，实现了各方形电池和电池组自身的热交换，同时在箱外设置了温控装置，不仅确保了电池组中每个方形电池升温或降温的均一性，同时也可直接将温度较高的方形电池温度直接传导出来，提升了方形电池以及电池组的散热性能，并且储能设备处于极寒条件下，电池组中方形电池无法正常启动时，还可以利用温控装置传递热量至换热组件为各个电池组中的方形电池进行自动升温。

较佳的，所述电池组还设置有两个电连接件；其中一个电连接件与该电池组上若干方形电池的所有正极柱电连接，另一个电连接件与该电池组上若干方形电池的所有负极柱连接；一个电池组上与正极柱连接的电连接件和与之相邻的另一个电池组上与负极柱连接的电连接件连接，以使相邻两个电池组之间串联连接。通过该电连接件，将所有方形电池的正极统一连接、负极统一连接，能够使组成电池组的方形电池之间实现并联连接，结构简单，效果好。

较佳的，所述电连接件包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与电池组上所有正极柱或负极柱电连接，所述第二连接部与相邻的另一电池组上所述电连接件的所述第二连接部电连接，以使相邻所述电池组串联连接。第一连接部和第二连接部的设置进一步细化了电连接件的功能区域，第一连接部用于并联所有方形电池，第二连接部实现了电池组之间的串联，简化了电池组之间的连接结构，提高了电池组之间电连接的载流面积，省去了单独在电池组之间设置连接装置，结构简单，效果好。

较佳的，所述电连接件包括缓冲槽；所述缓冲槽设置在所述第一连接部靠近所述第二连接部的一侧。缓冲槽的设置能够在电池组摆放位置存在些许误差时，微调其位置使串联连接更容易，避免重复搬动电池组，并且还可以在搬运过程中为轻微的位移提供缓冲空间。

换热组件作为本申请的其中一个核心部件，具体设置方式有很多种，考虑到换热效率以及与其他部件的合理匹配，本申请主要提供了以下两种方式：

第一种换热组件，包括一级换热管，并通过该一级换热管实现电池组与温控装置之间的换热；具体连接关系为：一级换热管第一部分与电池组上所有正极柱或负极柱连接，第二部分与温控装置连接，且一级换热管与温控装置之间保持绝缘。一级换热管与温控装置保持绝缘的方式可以有以下几种：一是一级换热管分别与正、负极柱之间绝缘，二是一级换热管与温控装置之间绝缘，三是一级换热管本身为绝缘材料。第一种换热组件中一级换热管可采用绝缘塑料管内部通入水等液体介质来实现热交换，虽然确保了绝缘性，但是绝缘塑料管传热效果不理想，同时还可能存在液体泄漏的风险，安全性较差。因此，为了确保换热效果，第一种优先选择热管作为一级换热管，使用时为了确保绝缘性，可在一级换热管分别与正、负极柱之间设置绝缘膜，或一级热换管与温控装置连接的位置处设置绝缘膜。

需要说明的是，为了确保换热效果的同时节省成本，第一种换热组件选用热管时所配备的温控装置选择TEC(即半导体制冷器)。但是，由于热管的特性导致其自身长度受限(即热交换的两个主体之间的距离受限)，同时TEC的制冷和制热的能力有限，导致采用热管作为一级换热管的第一种换热组件只适合于储能设备中电池组比较少的场景使用或者储能设备中箱体体积较小的场景使用。

第二种换热组件，其基本原理是采用两级热交换机理，第二种换热组件的具体结构包括一级换热管、二级换热管以及绝缘换热件；一级换热管第一部分与电池组上所有正极柱或负极柱连接，一级换热管第二部分通过绝缘换热件与二级换热管第一部分绝缘换热，二级换热管的第二部分与温控装置连接。其中，所述绝缘换热件上设置有至少一个第一安装部和至少一个第二安装部；所述第一安装部用于安装一级换热管的所述另一部分，所述第二安装部用于安装二级换热管的一部分，且所述一级换热管与第一安装部之间保持绝缘，或者，二级换热管与第二安装部之间保持绝缘，或者第一安装部和第二安装部之间保持绝缘。优选地，所述第一安装部和第二安装部为孔或槽。

为了确保一级换热效率以及安全性，一级换热管采用热管，二级换热管可以同样采用热管或者可以采用铝管内部通入水等液体介质(即液冷管)来实现热交换，为了满足储能设备中电池组数量较多，储能设备的箱体体积较大需要具有足够远的热交换距离时，本申请提供的二级换热管需要采用液冷管的方式，这样一来，与二级换热管实现热交换的温控装置相适配的也同样需要采用液冷方式。

也就是说第二种换热组件需要同时兼顾绝缘效果、换热效果、换热距离长以及适用于电池组数量较多等多维度优势时，第二种换热组件中一级换热管为热管，二级换热管为液冷管。

较佳的，与该第二种换热组件配合的温控装置具体结构优选如下：所述温控装置包括冷暖机、散热器、循环泵和控制阀组件；所述冷暖机用于对二级换热管内的介质进行主动增温或主动降温，所述冷暖机的进液口与二级换热管的出口通过第一管路连接，所述冷暖机的出液口与二级换热管的进口通过第二管路连接；所述散热器与第一管路或第二管路连接，用于对二级换热管内的介质进行被动降温；所述循环泵设置在第一管路或第二管路上，用于对二级换热管内介质的流动提供动力；所述控制阀组件设置在第一管路或第二管路上，所述控制阀组件用于控制冷暖机和散热器连通，实现介质的被动降温；或者，所述控制阀组件控制冷暖机和散热器断开，介质仅流入冷暖机内实现主动增温或主动降温。

较佳的，所述控制阀组件包括三通电动阀，所述三通电动阀的第一端口与冷暖机的进液口连通，第二端口与第一管路连通，第三端口与散热器的出口连通。

较佳的，所述控制阀组件包括第一电动阀和第二电动阀，所述第一电动阀设置在散热器的出口处，所述第二电动阀设置在第一管路上，或者，所述第一电动阀设置在散热器的进口处，所述第二电动阀设置在第二管路上。

较佳的，所述温控装置还包括电气控制箱，所述电气控制箱分别与冷暖机、循环泵和控制阀组件连接，用于控制冷暖机、循环泵和控制阀组件的工作状态，所述电气控制箱与所述BMS系统通讯连接。该电气控制箱可及时对冷暖机、循环泵和控制阀组件的工作状态进行控制，同时，该电气控制箱可在现场对冷暖机、循环泵和控制阀组件进行操作，具有操作便捷性的特点。

此外，本实施例还提供另一种储能设备，该储能设备包括箱体、固定架、烟气处理装置、BMS系统以及至少两个电池组；所述固定架设置于箱体内，至少两个电池组串联连接后固定在所述固定架上；所述电池组包括固定组件、共享管路组件以及若干方形电池；固定组件将若干方形电池固定连接为一个整体，且若干方形电池并联设置；共享管路组件用于将若干方形电池内的内腔全部贯通，以使所述电池组中所有方形电池均处于同一个电解液体系下；所述烟气处理装置与每个电池组上的所述共享管路组件连接，以使任一方形电池发生热失控时通过所述共享管路组件排出热失控烟气至所述烟气处理装置进行处理；所述BMS系统用于管理所述至少两个电池组，包括BMS主机以及与所述电池组数量相同的BMS从机，所述BMS主机分别设置在所述电池组上，所述BMS主机分别与所有BMS从机通讯连接。

本申请通过共享管路组件实现了电池组中每个方形电池处于同一电解液体系下，不仅确保了各方形电池始终处于动态平衡，并且在同一电解液体系下，同一电池组中各方形电池的温度也能处于一个较为均衡的状态，也在一定程度上避免了由于某一方形电池的温度与其他方形电池差异较大致使自身发热严重而引起的热失控概率，提升了储能设备的安全性。同时，本申请通过设置烟气处理装置，热失控烟气排放至烟气处理装置后被无害化处理，能够避免储能设备箱体内出现明火，与现有储能设备的消防系统相比能够避免单一电池组热失控起火时启动整个消防系统使箱体内所有电池组处于灭火剂的浸没下以至于损坏其他正常电池的问题。

由此可见，本申请的储能设备在前端通过共享管路组件减小了热失控事件发生的概率，并且在后端通过共享管路组件和烟气处理装置共同作用，对热失控烟气进行了合理有效的处理，大大提升了储能设备的安全性。另外，热失控烟气排放至烟气处理装置后被无害化处理，能够避免储能设备箱体内出现明火，进一步提升了储能设备整体的安全性。烟气处理装置还能够避免单一电池组热失控起火时启动整个消防系统使箱体内所有电池组处于灭火剂的浸没下以至于损坏其他正常电池。

较佳的，所述电池组还设置有两个电连接件；其中一个电连接件与该电池组上若干方形电池的所有正极柱电连接，另一个电连接件与该电池组上若干方形电池的所有负极柱连接；一个电池组上与正极柱连接的电连接件和与之相邻的另一个电池组上与负极柱连接的电连接件连接，以使相邻两个电池组之间串联连接。

共享管路组件作为本申请其中一个核心部件，具体的设置方式有很多种：

第一种设置方式：共享管路组件包括一根注液管路，每个方形电池通过其自身的一个注液通道与所述注液管路连通；注液管路一端设置有用于和烟气处理装置连接的泄爆机构，另一端封闭。该注液管路可以是在电池组上安装的一根完整的管路，并在电池组内所有方形电池上设置注液通道，使该注液通道和注液管路贯通，这样的设置起到两方面的作用，第一是可以在管路内预先注入电解液，起到提高电解液均一性的目的，避免因为电池组内各个方形电池电解液不均一导致电池容量不同，引发木桶效应；也可以在电池组完成多次循环以至于电容量发生衰减后补充电解液，提高电池组内各个方形电池的活性物质的浓度，例如锂离子以及各种添加剂，可以一定程度上修复电池组的电容量。第二是可以在电池组内任一方形电池发生热失控时，通过该管路和泄爆机构统一排放热失控烟气，避免无序排放引发安全事故。

使用一根完整的管路作为注液管路，其对安装时的工艺要求较高，实际操作时很难保证注液通道和注液管路之间不漏液，以及该位置承受热失控压力时而不破裂或脱落。为了解决上述问题，优选了第二种设置方式的共享管路组件，具体的，所述注液管路包括若干汇流管和若干连接管，若干汇流管分别设置在每个方形电池壳体上，且每个汇流管沿所述方形电池壳体的厚度方向或宽度方向铺设；相邻两个方形电池上的所述汇流管均通过一个连接管连接以形成注液管路。这样的设计，降低了注液管路与方形电池之间的密封安装的难度，并解决了方形电池壳体上注液通道和注液管路之间泄漏的问题。另外，上述汇流管和方形电池壳体可采用挤压工艺或其他一体成型工艺能够进一步简化装配过程，同时降低成本。

烟气处理装置是本申请另一个核心部件，其具体的设置方式也有很多种：

如烟气处理装置可以为箱体之外的用于对热失控烟气进行点燃处理的点火单元；或，烟气处理装置为设置在箱体内或箱体外用于对热失控烟气进行吸附处理的吸附单元；或，烟气处理装置为设置在箱体内或箱体外用于对热失控烟气进行冷却处理的冷却单元。以上描述的点火单元、吸附单元、冷却单元均能独立承担烟气处理的工作。具体来说，采用点火单元时，热失控烟气中包括可燃气体，可通过点火单元点燃热失控烟气后排放，降低了爆炸风险，还能减少对环境的污染；采用吸附单元时，吸附单元可以吸附热失控烟气中的颗粒状物体、有毒有害气体以及具有腐蚀性的液体，将其余可排放的气体排出箱体外；采用冷却单元时，冷却单元可将高温的热失控烟气降温，使液体冷凝，大大降低了高温过热的混合物引发安全问题。

进一步地，若将点火单元、吸附单元、冷却单元进行不同形式组合，不仅可以各组发挥其各自原有的作用，还具有协同作用，优化热失控烟气的处理效果。

(一)烟气处理装置包括冷却单元和吸附单元；冷却单元和吸附单元设置在箱体内或箱体外；冷却单元的烟气输入端通过烟气通道与每个电池组上的共享管路组件连通，冷却单元的烟气输出端与吸附单元连通。吸附单元和冷却单元将热失控烟气冷却后再吸附可以避免损伤吸附单元，降低后期的维护成本。

(二)烟气处理装置包括冷却单元和点火单元；所述烟气处理装置为在箱体内或箱体外的冷却单元，以及设置在箱体外的点火单元；冷却单元的烟气输入端通过烟气通道与每个电池组上的共享管路组件连通，冷却单元的烟气输出端与点火单元连接。冷却单元点火单元将经冷却单元冷却后少了液体的气体和颗粒物点燃，提高点火的效率，继而提高热失控烟气的处理效率。

(三)烟气处理装置包括吸附单元和点火单元；所述烟气处理装置为在箱体内或箱体外的吸附单元，以及设置在箱体外的点火单元，吸附单元的烟气输入端通过烟气通道与每个电池组上的共享管路组件连通，吸附单元的烟气输出端与点火单元连接。吸附单元点火单元可以将经吸附单元吸附了有毒有害物质和液体后的气体点燃，点燃效果更好，更加环保。

(四)所述烟气处理装置包括冷却单元、吸附单元以及点火单元；所述冷却单元和吸附单元设置在箱体内或箱体外；所述点火单元设置在箱体外；冷却单元的烟气输入端通过烟气通道与每个电池组上的共享管路组件连通，冷却单元的烟气输出端与吸附单元的烟气入口端连接，吸附单元的烟气出口端与点火单元连接。点火单元、吸附单元、冷却单元三者组合的协同效果是最好的，经冷却单元冷却后冷凝了部分液体，其余颗粒物和气体携带未冷凝的液体进入吸附单元被吸附后，仅余下部分可燃气体被点火单元点燃排放，不仅热失控烟气处理效率大大提高，而且对各个装置的损伤小，后期维护成本低，还能更加环保。

附图说明

图1为实施例1中电池组的结构示意图一；

图2为实施例1中电池组的结构示意图二；

图3为实施例1中电池壳体的结构示意图一；

图4为实施例1中电池壳体的结构示意图二；

图5a为实施例1中电池壳体下盖板的剖面结构示意图一；

图5b为实施例1中电池壳体下盖板的剖面结构示意图二；

图6为实施例1中电池壳体与连接件的结构示意图；

图7a为实施例1中电池壳体与密封膜的结构示意图

图7b为实施例1中电池壳体与密封膜的剖面结构示意图；

图7c为实施例1中下盖板与密封膜的剖面结构示意图一；

图7d为实施例1中下盖板与密封膜的剖面结构示意图二；

图8a为实施例1中电池壳体与密封片的结构示意图；

图8b为实施例1中电池壳体与密封片的剖面结构示意图；

图9为实施例1中极柱的结构示意图；

图10为实施例1中上盖板与极柱安装后的结构示意图；

图11为实施例1中多种极柱与导电连接座固定后的结构示意图；

图12为实施例1中极柱的尺寸定义示意图；

图13为实施例1中上盖板及极柱的尺寸定义示意图；

图14为实施例2中储能设备的结构示意图一；

图15a为实施例2中储能设备固定架的结构示意图；

图15b为实施例2中储能设备的结构示意图二；

图16a为实施例2中电池组第一视角的结构示意图；

图16b为实施例2中电池组第二视角的结构示意图；

图16c为实施例2中电池组第一视角的爆炸示意图；

图16d为实施例2中电池组第二视角的爆炸示意图；

图17为实施例2中电连接件的结构示意图；

图18a为实施例2中方形电池第一视角的结构示意图；

图18b为实施例2中方形电池第二视角的结构示意图；

图18c为实施例2中两个方形电池与连接件的结构连接状态的爆炸示意图；

图18d为实施例2中方形电池与连接件的剖面结构示意图；

图18e为实施例2中方形电池下盖板的剖面结构示意图(注液通道为圆形孔)；

图18f为实施例2中方形电池下盖板与密封膜的剖面结构示意图(密封膜为长条形)；

图18g为实施例2中方形电池与密封片的结构示意图；

图18h为实施例2中方形电池与密封片的剖面结构示意图；

图19为实施例2中极柱的结构示意图；

图20为实施例2中极柱与导电连接座固定后的结构示意图；

图21为实施例2中上盖板的爆炸示意图；

图22a为实施例2中换热组件的结构示意图；

图22b为实施例2中换热组件中第一安装件的结构示意图；

图22c为实施例2中换热组件中绝缘导热片的结构示意图；

图23a为实施例2中温控装置的结构示意图；

图23b为实施例2中另一种温控装置的结构示意图；

图23c为实施例2中又一种温控装置的结构示意图；

图23d为实施例2中再一种温控装置第一角度的结构示意图；

图23e为实施例2中再一种温控装置第二角度的结构示意图；

图24a为实施例3中烟气处理装置第一角度的结构示意图；

图24b为实施例3中烟气处理装置第二角度的结构示意图；

图24c为实施例3中烟气处理装置吸附罐的结构示意图；

图24d为实施例3中烟气处理装置点火单元的结构示意图。

附图标记：1100-方形电池，1200-固定组件，1201-第一组装件，1202-第二组装件，1300-共享管路组件，1400-换热组件，11-上盖板，112-第一绝缘件，111-第二绝缘件，12-下盖板，121-第一通孔，13-筒体，131-第一电池安装座，132-第二电池安装座，133-散热槽，134-加强筋，14-汇流管，141-连接口，142-第二通孔，143-泄爆机构，15-极柱，150-通槽，151-第一端面，1511-第一区域，1512-第二区域，152-第二端面，153-侧壁，154-导电连接座，17-连接管，171-连接嘴，181-密封膜，182-密封片，1821-牵引环，19-电连接件，1000-箱体，1001-固定架，1002-固定座，1010-集成柜，1011-柜门，200-电池组，201-固定组件，201a-第一组装件，201b-第二组装件，300-方形电池，31-极柱，31a-正极柱，31b-负极柱，310-通槽，311-第一端面，312-第二端面，313-侧壁，314-导电连接座，32-上盖板，321-第一绝缘件，322-第二绝缘件，33-下盖板，331-通孔，34-筒体，341-加强筋，342-第一组装座，343-第二组装座，344-散热槽，400-共享管路组件，410-汇流管，412-连接管，413-连接嘴，414-连接口，415-泄爆机构，421-密封膜，422-密封片，423-牵引环，500-温控装置，510-二级换热管，511-出口，512-进口，520-冷暖机，521-进液口，522-出液口，530-散热器，531-风机，540-循环泵，551-第一管段，552-第二管段，553-第三管段，554-第四管段，555-第五管段，556-第六管段，557-第七管段，558-第八管段，561-第一控制阀，562-三通电动阀，563-第一电动阀，564-第二电动阀，565-第二控制阀，570-电气控制箱，580-膨胀罐，581-第一管路，582-第二管路，583-第三管路，584-第四管路，601-BMS从机，602-从机安装座，700-电连接件，701-第一连接部，702-第二连接部，703-缓冲槽，704-连接孔，800-绝缘换热件；801-绝缘换热件固定座；802-第一安装件；803-第二安装件；804-一级换热管；806-第一绝缘导热片；807-第三安装件；808-第四安装件；809-第二绝缘导热片；900-烟气处理装置，912-一级泄压管，913-二级泄压管，914-泄压总管，921-吸附罐，9211-多孔板，9212-连接杆，930-触发单元，940-点火单元，941-排气管，942-点火器，943-阻火器，944-防雨盖，951-冷却罐，952-回流罐，960-感应单元。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

实施例1

本申请提供一种电池组，该电池组的基本结构如图1和图2所示，该电池组包括若干方形电池1100、固定组件1200、共享管路组件1300和换热组件1400，若干方形电池1100并联连接；固定组件1200用于将若干方形电池1100并排固定连接以形成电池组；共享管路组件1300用于将若干方形电池1100的内腔全部贯通，以使电池组中所有方形电池1100均处于一个电解液体系下；换热组件1400用于与若干方形电池1100同一侧的极柱固定连接，以用于实现电池组中所有方形电池1100与外部进行换热。本申请通过并联连接电池组内若干方形电池并通过固定组件固定形成电池组，同时设置共享管路组件1300，使电池组内所有方形电池处于同一电解液体系下，能够加强电池组内各个方形电池电解液的均一性，提高循环寿命，还能通过该共享管路组件为电池组更换或补充电解液，以延长电池组的使用寿命；换热组件的设置能够通过连接温控装置来控制电池组的温度，提高电池组的使用安全性。

如图1和图2所示，本实施例中固定组件1200的具体结构如下：包括第一组装件1201和第二组装件1202，第一组装件1201与方形电池1100的筒体侧壁固定连接，用于将并排放置的若干方形电池1100固定为一个整体；第二组装件1202位于并排放置的若干方形电池1100下方，且与方形电池1100的下盖板固定连接。在一些实施方式中，固定组件也可为固定壳体，若干方形电池并排固定设置在固定壳体内。

如图2所示，本实施例中共享管路组件1300的结构如下：包括注液管路。每个方形电池1100通过其自身的一个注液通道与注液管路连通；注液管路一端作为总注液口，另一端封闭；方形电池包括密封机构，密封机构设置于方形电池1100的注液通道处，用于对方形电池1100起密封作用，且该密封机构在遇电解液时溶解或在外力作用下形成开口，继而使得注液通道贯通，以实现注液管路和方形电池电解液腔的连通。注液管路和密封机构的设置使电池组在形成共享电解液体系前保持每个方形电池的内腔保持密封，电极组件、电解液等不接触空气，在需要注液共享时去除密封机构再统一注入电解液。

如图1所示，本实施例中换热组件1400可以采用以下两种形式：第一、换热组件为传热管，传热管可以是热管、铜管、铝管、陶瓷管等，传热管与电池组中位于同侧的极柱连接，从而将每个方壳电池极柱上集中的热量传导出去进行换热，传热管与极柱，或者传热管与外接的换热装置需要绝缘时做好绝缘处理，以保证电池组的正常运行。第二、换热组件还可直接采用水冷管，水冷管与极柱间绝缘处理，水冷管与电池组中位于同侧的极柱连接，从而将每个方壳电池极柱上集中的热量传导出去进行换热。

为了对共享管路组件以及换热组件进行更加详尽的介绍，现以组成电池组的方形电池为基础进行如下说明：

1、共享管路组件

如图3和图4所示，本实施例的方形电池由上盖板11、下盖板12、筒体13围合形成，上盖板11上设置有极柱15，下盖板12设置有汇流管14。如图5a和图5b所示，下盖板12上设置有第一通孔121，还设置有覆盖第一通孔121并沿下盖板的宽度方向延伸的汇流管14，汇流管14设置有第二通孔142，第一通孔121与第二通孔142贯通。如图5a所示，第一通孔121与第二通孔142分别为圆形孔，也可以为如图5b所示的长条形通孔。在一些实施方式中，汇流管14与下盖板12一体设计，此时第一通孔与第二通孔构成注液通道。

在一些实施方式中，汇流管设置在方形电池的筒体上，并沿下盖板的长度或宽度方向延伸。在一些实施方式中，汇流管设置在方形电池的下盖板上，并沿下盖板的长度方向延伸。在一些实施方式中，方形电池在组成不共享电解液的电池组时，汇流管14拼接形成贯通的注液管路可以作为电池组的泄爆通道，并且该泄爆通道一端设置封堵件，另一端作为烟气的出口。当任意方形电池发生热失控时，方形电池内的热失控烟气通过注液通道排放至泄爆通道，并由泄爆通道的烟气出口排放，可在烟气出口设置至烟气处理装置，将热失控烟气进行冷却和吸附处理，或者点燃处理。

在一些实施方式中，汇流管14拼接形成贯通的注液管路还可以作为电池组的电解液共享通道使用，一端设置封堵件封闭该电解液共享通道，另一端通过设置可拆卸注液机构替代可拆卸的泄爆机构143，通过该注液机构注入的电解液通过注液通道进入电池壳体内，使电池组内所有的方形电池均处于统一的电解液环境下，能够有效提高电池组内电解液的均一性。当完成电解液共享后将注液机构重新更换为泄爆机构143，在电池运行过程中，当任意方形电池发生热失控时，该注液管路仍然可以作为泄爆通道使用。

另外在使用过程中，该共享管路组件还可以用于给电池组补液、换液，当电池组使用超过一定年限，电解液将发生损耗时，将电解液抽出并更换新的电解液或直接补充新的电解液均有助于延长电池组的使用寿命。注液完成后，重新安装泄爆机构，以作排放热失控烟气使用。

如图6所示，在一些实施方式中，注液管路管包括若干汇流管14和若干连接管17；若干汇流管14分别设置在每个方形电池1100壳体上，且每个汇流管沿方形电池1100壳体的厚度方向或宽度方向铺设；相邻两个方形电池1100上汇流管14均通过一个连接管17连接。汇流管与方形电池1100壳体一体化设计并通过连接管连接的设置使方形电池的壳体加工简便，经济实用，密封效果良好。

汇流管14之间通过连接管17连接固定形成泄爆通道和/或电解液共享通道。连接管17的外形尺寸与汇流管14的外形尺寸相当，这样有助于提升汇流管14之间连接的稳定性。优选的，连接管17包括两个连接嘴171，汇流管14两端设置有连接口141，连接嘴171嵌于连接口141内密封连接；或连接管包括两个连接口，汇流管两端设置连接嘴，连接嘴嵌于连接口内密封连接。连接嘴的造型优选为微锥形，便于插入连接口中，且优选连接嘴与连接口过盈配合，连接嘴与连接口之间铆接，铆接时还可在铆接面加环氧胶等粘合剂，进一步使得密封和固定效果更好，或者连接嘴与连接口之间螺纹连接。

如图7a、图7b、图7c和图7d所示，注液通道上设置有密封膜181。该密封膜181有两种使用情况：充当泄爆膜使用，在方形电池发生热失控时，热失控烟气通过顶破或熔化密封膜181后进入汇流管14组成的泄爆通道。充当注液密封膜使用，密封膜181遇电解液时可溶解，在方壳电池形成共享电解液体系前可保持方壳电池的内腔与外部空气隔绝，并在密封膜181面向壳体内部的一侧附一层保护膜，避免电池内的电解液提前溶解密封膜181。当需要注入电解液时，电解液进入汇流管14组成的电解液共享通道内，密封膜181遇电解液溶解后，附于其上的保护膜也随之脱落，使得电解液能够进入到电池壳体内，达到电池组内各个方形电池电解液相互连通的效果。该方式避免使用其他工具，且对操作环境的要求不高，只要在电解液注入后及时密封电解液共享通道即可保证电解液、电极组件不暴露于空气中。

如图8a和图8b所示，注液通道上设置有密封片182，并在密封片182上设置牵引环1821，在组装电池组时用牵引线穿引好牵引环1821，注液前，通过拉扯穿引好所有牵引环1821的牵引线，将各个方形电池的密封片182撕开，使所有方形电池形成开口，以将电解液统一注入到所有的方形电池内，达到电池组内各个方形电池电解液相互连通的效果。该操作应在真空环境下完成，避免电池组件暴露到空气中。

2、换热组件

参见图1，本实施例中换热组件1400采用传热管，方壳电池的极柱上开设通槽，传热管装夹于极柱的凹槽中，从而将每个方壳电池极柱上集中的热量传导出去进行换热。

为了使传热效果更佳，本实施例还对极柱开设通槽的结构进行具体设计：极柱结构如图9、图10所示，本实施例中的极柱15为柱状体，柱状体包括第一端面151、第二端面152和侧壁153，第一端面151或侧壁153上至少设置有一个通槽150，以安装传热管，即通槽150的开口位于第一端面151或侧壁153上。第一端面151设置有电连接区，第二端面152用于设置导电连接座154，以与方壳电池壳体内的电极组件电连接。

如图10所示，在本实施例中极柱15固定在方形电池的上盖板11上，为了使极柱与上盖板11之间绝缘，还设置有第一绝缘件112、第二绝缘件111，第一绝缘件112置于上盖板11之上，第二绝缘件111置于上盖板11之下，极柱15依次穿过第二绝缘件111、上盖板11、第一绝缘件112后固定在上盖板11上。

如图10所示，导电连接座154在本实施例中具体为导电连接片，厚度为2-3mm，形状为矩形，也可以根据不同需求设置不同的形状。正极柱和负极柱的导电连接座选择不同的材质，例如正极柱选择为铝片，负极柱选择为铜片，，则导电连接座154与正极柱可一体成型，与负极柱则为焊接或卡接固定，具体固定方式根据极柱或导电连接片选择的材质不同而不同。亦与可在铝材制成的一体成型的极柱与导电连接片上增加一层铜片作为负极柱的导电连接片。

如图11和图12所示，为本实施例中多种结构的极柱与导电连接座连接后的结构示意图。如图12中所示的极柱a和极柱b的结构示意图，极柱的高度为h1，通槽最低处至第二端面152的距离为h2，通槽最宽处为h3，通槽深度为h4。在不同的实施方式中，通槽150的断面呈C字形或U字形。如图11中所示的极柱a、极柱b、极柱c、极柱d、极柱n、极柱p、极柱q、极柱r的结构示意图，为断面呈C字形的通槽，通槽开口宽度小于通槽的最宽处h3，这样的设计有利于传热管过盈卡接在通槽150内，C字形通槽其两端形成的弧度具有自然张力，有利于将传热管紧密卡接在通槽内。如图11中所示的极柱e、极柱f、极柱g、极柱m的结构示意图，为断面呈U字形的通槽，通槽开口宽度略小于通槽的最宽处h3，便于放置传热管，且能够提供足够的操作空间使专用工装将传热管整平或将传热管与通槽贴合的更加紧密。

如图11中所示的极柱b、极柱d、极柱e、极柱g、极柱q的结构示意图所示，通槽150可置于极柱的第一端面151上，此时第一端面151除通槽开口处的空缺外部分或全部作为电连接区，用以连接极板。如图11所示的极柱a、极柱c、极柱f、极柱m、极柱n、极柱p的结构示意图，通槽150可置于极柱的侧壁153上，此时第一端面151全部作为电连接区，用以连接极板。如图11所示的极柱n、极柱p所示的结构示意图，当通槽150的开口位于侧壁153时，可同时在极柱侧壁上设置两个通槽，以增加传热管放置数量，提高极柱的传热效率。

电连接区的面积过小，使得极柱的载流面积变小，会提升极柱的温度，在一些实施方式中，第一端面部分作为电连接区时，为了增大电连接区的面积，将通槽150偏心设置。如图11所示的极柱r的结构示意图，通槽150将第一端面分为第一区域1511和第二区域1512，第一区域1511为电连接区，第一区域1511面积占第一端面的面积比不低于50％。这样的设计可方便电连接、有效的使电连接区面积增大，提高载流面积。需要说明的是，第一端面的面积中包含了因通槽开口而缺失的部分面积，即第一端面的面积等同于第二端面的面积。

如图11中所示的极柱a、极柱c、极柱q、极柱r的结构示意图，极柱的水平截面可为圆形、矩形或跑道形，依据不同的电池型号选择不同形状的极柱，亦可为其他不同形状，本实施例中不再穷举。

如图12为本实施例中极柱的尺寸定义示意图，极柱第二端面152靠近电极组件，因此第二端面152的距离电池内部电极组件更近，传热管的设置应尽量贴近第二端面152。为适应大部分市面上常用的方壳电池，本实施例中极柱的高度h1为20mm-25mm，通槽的最低处与极柱第二端面152之间的距离h2为7-12mm，这样的设置能够使传热管尽量贴近电池内部以进行传热。传热管的直径过小于通槽时接触不紧密，传热管的直径过大于通槽时导致传热管难以安装，因此，传热管的直径与通槽的最宽处h3的比为1:1.05-1:1.1。例如，传热管的直径为φ10，则其直径的尺寸为10mm，通槽的最宽处h3则为10.5mm-11mm，使传热管便于放置在通槽内，再行将其压紧并紧密贴合通槽，提高传热效率。

在一些实施方式中，如图12中所示的极柱b的结构示意图，通槽的深度h4小于传热管的直径，以使传热管略突出于极柱的表面，有利于将传热管压紧、整平使其与通槽紧密接触。

在一些实施方式中，通槽表面设置有绝缘层，可以涂覆绝缘材料或者贴硅胶层、橡胶层等，也可以在传热管上设置绝缘层，以使金属材质的传热管与极柱绝缘安装。

本申请通过在极柱上设置通槽，以在通槽内放置传热管，使极柱和电池内部的温度能够得到有效控制，进一步在极柱的第一端面上设置电连接区，使其能够通过该电连接区上安装极板以实现多个方形电池的串联或并联，本申请的结构简单、实用性强、易操作，能够使电池组的热量均衡，散热效果好，成本低。

以下对方壳电池使用本实施例提供的极柱开设凹槽+传热管的结构，在20±5℃，在电池充放电过程中，利用热管和TEC制冷器降温后，对其各项性能参数进行了汇总分析：

如表1所示，结合图12，标注h2的部分为凹槽最深处与第二端面的距离，放置传热管后，利用测温仪对电池和极柱的温度进行了测试，发现随着h2数值的改变，电池的极柱和壳体温度发生了相应的变化。当h2小于7mm时，极柱与上盖组件装配完成后，安装传热管的空间不足故不予考虑，而h2大于等于13mm时，极柱的温度虽然与未使用本实施例的极柱时相比所有下降，但电池自身的温度不再持续降低。随着h2的数值增加，在7-12mm的区间内，极柱的温度不高于34℃，电池壳体表面上测量的温度也在36℃左右，整体温度控制相比与市面常规方形电池极柱的电池而言，极柱温度最少降低了19.2％，电池壳体表面温度最少降低了4.7％，有效降低了电池整体的温度，显著降低了极柱的温度，安全性能得到了较大提升。

表1不同尺寸通槽下电池极柱和电池壳体表面温度

如表2所示，结合图13，通槽的长度h5与盖板的宽度h6之比对于电池极柱的温度有较大影响，当h2固定为7mm时，传热管与极柱的贴合面积越大，传热和散热效果越好，但最长不可超过盖板的宽度。在测试了不同长度的通槽在电池1C充放时极柱的温度后，对比市面常规方形电池的极柱，可知极柱表面温度最少降低了20.2％，本申请中的极柱温度显著降低，安全性能得到了较大提升，通槽的长度h5与盖板的宽度h6之比优选0.7:1到0.9:1，降温效果好且节能环保。

表2不同尺寸通槽下电池极柱表面温度

本实施例的方壳电池还存在以下优化设计：

如图3和图4所示，为了确保便于方形电池与固定组件连接，下盖板12沿其宽度方向还设置有第一电池安装座131，用于和第二组装件1202连接；筒体侧壁沿其高度方向还设置有第二电池安装座132，用于和第一组装件1201连接。筒体13外表面设置有沿其高度方向延伸的若干散热槽133，便于为电池壳体散热。筒体13上还设置有沿其高度方向延伸的若干加强筋134，以提升筒体的抗压强度。下盖板12与汇流管14为一体成型的铝挤压件。筒体13也是铝挤压件，上盖板11、下盖板12与筒体13激光焊接固定，该固定方式经济、便捷、效果好。

在本实施例中，如图1和图2所示，电池组还设置有将相邻两个电池组进行串接的电连接件19。

实施例2

储能设备是将多个电池组存放置在集装箱或机柜内，进行削峰填谷、调频等功能的新能源设备，具有易安装，易运输，模块化等优点。储能设备中的电池组遇到高温时易发生电解液损耗影响电池组寿命，高温还能导致热失控现象，引发安全问题。现有的储能设备的温度控制是通过通风或空调系统来实现的。现有技术方案采取空调系统的控温的方式，是对储能机柜中的环境温度进行了控制，即对各电池组外部环境进行了调控，实现了一定程度上的温度控制。但是，在电池组使用过程发现，各个单体电池温度仍然很难控制，即便外设了空调设备，当电池组中某一单体电池温度始终居高不下时，该单体电池可能会出现热失控现象，存在较大的安全隐患，由此可见，现有通过空调系统对储能系统进行温度控制的效果不理想。如何提升储能设备的温控效果和安全性，是亟需解决的问题。

如图14和图15a所示，为解决储能设备的温控效果不理想的问题，本申请提供了一种储能设备，包括箱体1000、固定架1001、温控装置500、BMS系统以及和若干个电池组200。其中，固定架1001设置于箱体1000内，固定架1001内设置有若干用于固定电池组200的固定座1002，多个电池组200固定在固定座1002上后依次串联连接；图14中的箱体内并未满仓放置电池组200，实际使用中应根据充放电需求调整电池组200的摆放数量。

如图15b所示，箱体1000的外部设置有集成柜1010，集成柜1010设置有柜门1011。集成柜1010内安装温控装置，用于通过换热组件对电池组进行降温，或者通过换热组件对电池组进行升温；集成柜的设置是为了使储能设备的结构更加紧凑，同时将温控装置放置在集成柜可以对温控装置进行保护。一些情况下，也可将温控装置直接设置在箱体外部，而无需额外设置集成柜。

本实施例中的BMS系统(Battery Management System)包括BMS主机以及与电池组200数量相同的BMS从机601，BMS主机可设置在集成柜1010内，也可设置在远离储能设备的位置，BMS从机601分别设置在电池组200上，以采集电池组200的参数并上传至BMS主机，BMS主机分别与所有BMS从机通讯连接，以向 BMS从机发送控制指令。如图16c所示，BMS从机601通过从机安装座602固定在电池组200上。

如图16a至图16d所示，电池组200可采用实施例1中的电池组。电池组200由若干并联连接的方形电池300排列组成，电池组200设置有固定组件201，以将方形电池300并排连接固定以形成电池组200，固定组件201包括第一组装件201a和第二组装件201b，第一组装件201a与方形电池的筒体侧壁固定连接，用于将并排放置的若干方形电池固定为一个整体；第二组装件201b位于并排放置的若干方形电池下方，且与方形电池的下盖板固定连接；电池组200还设置有换热组件，以用于实现电池组与温控装置之间的热交换。

本申请中，由于储能设备的能量源采用多个电池组，同时一个电池组又由多个方形电池组成，因此，电池组之间的串联结构和电池组内所有方形电池的并联方式是储能设备能够正常运行的关键。在本实施例中，电池组之间通过两个电连接件实现串接，同时该电连接件还可实现电池组内所有方形电池的并联，简化了电池组的电路连接结构。

如图16a和图16c所示，每个电池组上设置有两个电连接件700；其中一个电连接件700与该电池组200上所有方形电池300的所有正极柱31a电连接，另一个电连接件700与该电池组200上所有方形电池300的所有负极柱31b连接；通过两个电连接件，可将同一电池组200上所有方形电池的正极统一连接、负极统一连接，实现了电池组200中所有方形电池300之间的并联连接。一个电池组200上与正极柱31a连接的电连接件700和与之相邻的另一个电池组200上与负极柱31b连接的电连接件700连接，以使相邻两个电池组200之间串联连接。通过该电连接件，可将同一电池组上所有方形电池的正极统一连接、负极统一连接，实现了电池组中所有方形电池之间的并联连接。

上述的电连接件700可以设置为一字形的平板结构，但是不方便相邻两个电池组200之间串联连接，且平板结构的电连接件强度和刚度也不理想，因此本实施例中，采用了如图17所示结构形式的电连接件：

如图17所示，电连接件700包括第一连接部701和第二连接部702，结合图16c，第一连接部701与电池组200上所有正极柱31a电连接，第二连接部702与相邻的另一电池组200上设置的电连接件700的第二连接部702电连接，另一电池组200上设置的电连接件700的第一连接部701与该电池组200上所有负极柱31b电连接，以使相邻电池组串联连接。或，第一连接部701与电池组200上所有负极柱31b电连接，第二连接部702与相邻的另一电池组200上设置的电连接件700的第二连接部702电连接，另一电池组200上设置的电连接件700的第一连接部701与该电池组200上所有正极柱31a电连接，以使相邻电池组串联连接。第一连接部701和第二连接部702的设置进一步细化了电连接件700的功能区域，第一连接部701用于并联同一电池组200内所有方形电池300，第二连接部702实现了多个电池组200之间的串联，简化了电池组200之间的连接结构，加大了电池组200之间电连接所需的过流面积，避免了在电池组200之间设置额外的连接装置，结构简单，效果好。

见图17，在一些实施例中，电连接件700上还设置有缓冲槽703；缓冲槽703沿第一连接部701的长度方向设置在第一连接部701靠近第二连接部702的一侧。在电池组200摆放位置存在误差，无法实现相邻电池组200串联时，可以通过微调缓冲槽703补偿上述位置误差，避免重复搬动电池组，并且可以在搬运过程中为颠簸或轻微的位移提供缓冲空间。缓冲槽703采用折弯或冲压工艺成型，缓冲槽的断面呈U字形或弧形。折弯或冲压工艺成本低廉、技术简单、使用效果好。

在一些实施方式中，为了紧密连接两个电连接件700，在第二连接部上设置若干连接孔704，通过在连接孔704中插入螺栓将其固定连接，提高相邻电池组200之间的导电连接的紧密性，同时加固电池组的串联组装。

除了本实施例中通过两个电连接件700既能实现电池组200之间的串联又能实现电池组200内所有方形电池300的并联以外，在一些实施例中，可以将电池组200之间的串联和电池组200内所有方形电池300的并联采用两个相互独立的连接方式实现，例如：电池组200之间的串联可通过铜线缆或铜排或铝排实现；所有方形电池300的并联可以通过两个汇流排分别将所有方形电池300的正极、负极相连的方式实现。但是这种方式会导致电路连接繁琐、复杂。

在本实施例中，电池组200与温控装置是通过换热组件实现热量交换，基本原理是：通过将电池组200中各方形电池300的热量从其自身的正负极柱上通过换热组件传递至温控装置进行散热，实现对电池组200的降温，或者是将温控装置的高温通过换热组件传递至电池组200中的方形电池300进行加热，实现对电池组200的升温。因此绝缘性、换热效果以及换热能力是设计换热组件和温控装置时首要考虑的因素。

本实施例中给出的换热组件包括一级换热管804、二级换热管510以及绝缘换热件；一级换热管804第一部分与电池组200上所有正极柱31a或负极柱31b连接，一级换热管804的第二部分通过绝缘换热件与二级换热管510第一部分绝缘换热，二级换热管510的第二部分与温控装置连接。

为了确保一级换热的效果，一级换热管804采用热管。热管是蒸发-冷凝型的换热设备，靠工质在管内的状态变化实现热量的传输。二级换热管510采用液冷管。其中，液冷介质为水或者其他价格比较低廉、且导热效果好的液态介质。

如图16c所示，在本实施例中，一级换热管804优选为四根热管，其中，两根热管连接电池组内所有方形电池的正极柱31a，另两根热管连接电池组内所有方形电池的负极柱31b，起到为电池组200内所有方形电池300均热的效果。

在其他一些实施方式中，一级换热管804为两根热管，其中一根与所有方形电池的正极柱31a连接，另一根与所有方形电池的负极柱31b连接，起到为电池组200内所有方形电池300均热的效果。

为了进一步提升一级换热效果以及安装可靠性，本实施例中一级换热管804的第二部分与极柱采用卡接的方式固定，因此，方形电池的正、负极柱上开设有通槽310。

以下就本实施例中电池组200使用的方形电池300，对设置有通槽310的极柱结构进行详细说明。

如图19所示，本实施例中的极柱31优选设置在方形电池300的上盖板32上。极柱31为柱状体，柱状体包括第一端面311、第二端面312和侧壁313，第一端面311或侧壁313上至少设置有一个通槽310，以安装一级换热管804，即通槽310的开口位于第一端面311或侧壁313上。第一端面311设置有电连接区用于和所述电连接件700连接，第二端面312用于设置导电连接座314，以与电池壳体内的电极组件电连接。

如图20所示，导电连接座314在本实施例中具体为导电连接片，厚度为2-3mm，形状为矩形，也可以根据不同需求设置不同的形状。正极柱31a和负极柱31b的导电连接座选择不同的材质，例如正极柱选择为铝片，负极柱选择为铜片，如果极柱选择铝材，则导电连接座314与正极柱可一体成型，与负极柱则为焊接或卡接固定，具体固定方式根据极柱或导电连接片选择的材质不同而不同。亦可在铝材制成的一体成型的极柱与导电连接片上增加一层铜片作为负极柱的导电连接片。

如图20所示，为本实施例中不同形式的极柱31与导电连接座314连接后的结构示意图。在不同的实施方式中，通槽310的断面呈C字形或U字形，断面呈C字形的通槽，其开口宽度小于通槽的最宽处，这样的设计有利于一级换热管804过盈卡接在通槽310内，C字形通槽其两端形成的弧度具有自然张力，有利于将一级换热管紧密卡接在通槽内；断面呈U字形的通槽，其开口宽度略小于通槽的最宽处，便于放置一级换热管804，且能够提供足够的操作空间使专用工装将一级换热管804整平或将一级换热管804与通槽310贴合的更加紧密。

在一些实施方式中，通槽310可置于极柱的第一端面311上，此时第一端面311除通槽开口处的空缺外全部作为电连接区，用以连接电连接件700。通槽310也可置于极柱的侧壁313上，此时第一端面311全部作为电连接区，用以连接电连接件700。当通槽310的开口位于侧壁313时，可同时在极柱侧壁上设置两个通槽，以增加一级换热管放置数量，提高极柱的传热效率。

电连接区的面积过小，使得极柱的载流面积变小，会提升极柱的温度，在一些实施方式中，为了增大电连接区的面积，将通槽310偏心设置，通槽310将第一端面分为第一区域和第二区域，第一区域为电连接区，第一区域面积占第一端面的面积比不低于50％。这样的设计可有效的使电连接区面积增大，提高载流面积。需要说明的是，第一端面的面积中包含了因通槽开口而缺失的部分面积，即第一端面的面积等同于第二端面的面积。

带有通槽310的极柱其水平截面可为圆形、矩形或跑道形，依据不同的电池型号选择不同形状的极柱，亦可为其他不同形状，本实施例中不再穷举。

本实施例中，极柱的第二端面312靠近电极组件，因此第二端面312距离电池内部电极组件更近，一级换热管的设置应尽量贴近第二端面312。为适应大部分市面上常用的方形电池，本实施例中极柱的高度为20mm-25mm，通槽的最低处与极柱第二端面312之间的距离为7-12mm，这样的设置能够使一级换热管尽量贴近电池内部以进行传热。一级换热管的直径过小于通槽时接触不紧密，一级换热管的直径过大于通槽时导致一级换热管难以安装，因此，一级换热管的直径与通槽的最宽处的比为1:1.05-1:1.1。例如，一级换热管的直径为φ10，则其直径的尺寸为10mm，通槽的最宽处则为10.5mm-11mm，使一级换热管便于放置在通槽内，再行将其压紧并紧密贴合通槽，提高传热效率。在一些实施方式中，通槽的深度小于一级换热管的直径，以使一级换热管略突出于极柱的表面，有利于将一级换热管压紧、整平使其与通槽紧密接触。

通过在极柱上设置通槽，并在通槽内放置一级换热管，使极柱的温度能够得到有效控制，进一步在极柱的第一端面上设置电连接区，使其能够通过该电连接区安装电连接件700，以实现多个方形电池的并联，结构简单、实用性强、易操作，能够使电池组的热量均衡，散热效果好，成本低。

如图21所示，极柱31固定在上盖板32上，为了使极柱31与上盖板32之间绝缘，还设置有第一绝缘件321、第二绝缘件322，第一绝缘件321置于上盖板32之上，第二绝缘件322置于上盖板32之下，极柱31依次穿过第二绝缘件322、上盖板32、第一绝缘件321后固定在上盖板32上。

如图22a、图22b和图22c所示，本实施例中使用的绝缘换热件结构，以及与一级换热管、二级换热管510具体连接关系如下所述：

绝缘换热件800通过绝缘换热件固定座801固定在电池组200两边的第一组装件201a上。本实施例中，电池组200两端各设置有两根一级换热管804和两根二级换热管510，因此绝缘换热件800包括两个导热槽和两个换热槽，导热槽的数量与一级换热管804的数量相同，换热槽的数量与二级换热管510的数量相同。导热槽和换热槽之间设置有第一绝缘导热片806。

如图22b所示，两个导热槽平行设置，分别固定两根一级换热管804的第一部分，以使两根一级换热管804绝缘导热。导热槽由设置凹槽的第一安装件802、两个第二安装件803扣合形成，第一安装件802两端设置有通孔，一级换热管的第一部分通过该通孔后进入导热槽，并在导热槽内尽量贴紧第一安装件802、第二安装件803，且导热槽的长度尽量接近第一安装件802、第二安装件803的长度，以提高热交换效率，接触面间还可以加导热胶等进一步提高导热效率。

为了系统中各电池组热量均匀，两根二级换热管510中一根为进水管，另一根为出水管，因此设置平行的两个通槽作为换热槽，以固定两根二级换热管510。

换热槽为设置凹槽的第三安装件807、第四安装件808扣合形成。第三安装件807贴合第一绝缘导热片806设置。第三安装件807、第四安装件808的形状为矩形，亦可为椭圆形、圆形或梯形，且安装表面不要求为平面，亦可为曲面，只要可将二级换热管510固定即可。换热槽设置在第三安装件807和第四安装件808拼合后的中缝上，换热槽应尽量贴合二级换热管510，亦可在贴合面上加导热胶，以充分的将二级换热管510的热量传导到第三安装件807上，或使第一绝缘导热片806的热量进一步传导到第三安装件807上，再由第三安装件807将热量传导至二级换热管510，由二级换热管510连接的外部热处理装置对热量进行处理。储能设备内多个电池组使用一组或多组二级换热管510，同一层或同一列内的电池组可使用同一组二级换热管510。

在一些实施例中，第二安装件803、第一绝缘导热片806、第三安装件807可以合并为如图22c所示的第二绝缘导热片809，该第二绝缘导热片809设置的两面凹槽，一面可与第一安装件802的凹槽拼合后放置一级热管，另一面可与第四安装件808拼合后放置二级换热管510。该第二绝缘导热片809可节省装配程序，且其能够进一步提高绝缘换热件800的换热效率。

在一些实施方式中，第一安装件802、第二安装件803、第三安装件807和第四安装件808有多种不同的拼接和安装固定方式，例如：

第一绝缘导热片806被第二安装件803和第三安装件807夹紧；且第二安装件803嵌入第一安装件802内扣合，第三安装件807嵌入第四安装件808内扣合，第一安装件802和第四安装件808设置有固定孔，以使固定螺栓依次贯穿第四安装件808、第一安装件802上的固定孔后与绝缘换热件固定座801固定连接；或，第二安装件803嵌入第一安装件802内扣合，第一安装件802、第三安装件807和第四安装件808均设置有固定孔，以使固定螺栓依次贯穿第四安装件808、第三安装件807和第一安装件802的固定孔后与绝缘换热件固定座801固定连接；或，第二安装件803嵌入第一安装件802内扣合，第一安装件802和第三安装件807均设置有一组第一固定孔，第一安装件802、第三安装件807和第四安装件808均设置有一组第二固定孔，由一组第一固定螺栓通过第一固定孔将第三安装件807和第一安装件802与电池壳体固定连接后，由另一组第二固定螺栓依次贯穿第四安装件808、第三安装件807和第一安装件802上的第二固定孔后与电池壳体固定连接。这样的设置，可以使电池组200上的第四安装件808便于独立拆卸。

第一安装件802、第二安装件803、第三安装件807和第四安装件808的形状为矩形，亦可为椭圆形、圆形或梯形，且安装表面不要求为平面，也可为曲面，只要可将传热管固定在电池壳体上且保证良好的传热即可。第一安装件802、第二安装件803、第三安装件807和第四安装件808的凹槽为半圆形凹槽或弓形凹槽，均应压紧槽内的管体。第一绝缘导热片806为硅胶导热膜、氧化铝陶瓷板、氮化硅陶瓷板、氧化锆陶瓷板、碳化硅陶瓷板、氧化镁陶瓷板、氮化硼陶瓷板、氮化铝陶瓷板、氧化铍陶瓷中的一种；第一安装件802为绝缘安装件，无论电池壳体为金属材质还是绝缘材质均可应用，第二安装件803为金属安装件，有利于导热和导电，第三安装件807为金属安装件，有利于导热；第四安装件808为金属安装件或绝缘安装件，其材质本身对于导热及绝缘无明确需求。金属安装件优选为铝合金安装件。

除了本实施例给出的一级换热管804、二级换热管510以及绝缘换热件采用两级换热机理的换热组件外，在一些其它实施例中还可采用一级换热机理的换热组件。该换热组件的具体结构为：

换热组件仅包括一级换热管804，电池组200与温控装置500仅通过该一级换热管804直接实现热交换。该一级换热管804可选择液冷管、热管。

但是由于液冷管的管材选自绝缘塑料管，其绝缘性虽较好但热交换效率差，液冷管的管材使用金属管时，换热性能虽有所提升，但是绝缘效果又难以保证，采用液冷管还存在密封较差时可能因液冷介质泄露而造成安全隐患。

基于上述问题，一级换热管804还可选择热管；热管换热效果较优，但是由于在本申请中热管需要和方形电池300的正、负极柱连接，由于热管的管材通常为金属铜，所以还需要考虑绝缘问题，解决绝缘问题的措施是：热管与方形电池300的正、负极柱之间设置绝缘膜，或者热管与温控装置500连接的位置做绝缘设置。

热管作为一级换热管804时，其换热效率虽然较高，但是热管自身的长度有限，使用的场景比较有限，同时能与热管匹配，且具有升降温能力的温控装置为TEC，TEC本身的的制冷和制热的能力有限，因此基于热管自身长度受限，以及TEC特性，因此该换热组件只适合于储能设备中电池组比较少的情况。

本实施例中，由于换热组件采用了两级换热的方式，且二级换热管510为液冷管，因此本实施例中采用如下所述的温控装置，其基本结构原理为：包括冷暖机、散热器、循环泵和控制阀组件；冷暖机用于对二级换热管510内的介质进行主动增温或主动降温，冷暖机的进液口与二级换热管510的出口通过第一管路连接，冷暖机的出液口与二级换热管510的进口通过第二管路连接；散热器与第一管路或第二管路连接，用于对二级换热管510内的介质进行被动降温；循环泵设置在第一管路或第二管路上，用于对二级换热管510内介质的流动提供动力；控制阀组件设置在第一管路或第二管路上，控制阀组件用于控制冷暖机和散热器连通，实现介质的被动降温；或者，控制阀组件控制冷暖机和散热器断开，介质仅流入冷暖机内实现主动增温或主动降温。

基于上述的温控装置的基本结构框架，可以设计出多种具有不同具体结构的温控装置500，例如：

如图23a所示，为基于温控装置的基本结构原理设计的第一种实施方式。具体的，温控装置包括冷暖机520、散热器530、循环泵540和控制阀组件；二级换热管510用于与箱体1000内的电池组200进行热量交换；冷暖机520用于对二级换热管510内的介质进行主动增温或主动降温，冷暖机520的进液口521与二级换热管510的出口511通过第一管路581连接，冷暖机520的出液口522与二级换热管510的进口512通过第二管路582连接；散热器530并联在第一管路581上，用于对二级换热管510内的介质进行被动降温，具体连接时，散热器530的进口通过第三管路583与第一管路581连通，出口通过第四管路584与第一管路581连通；循环泵540设置在第二管路582上，用于对介质的流动提供动力。控制阀组件用于控制冷暖机520和散热器530连通，实现介质的被动降温；或者，控制阀组件控制冷暖机520和散热器530断开，介质仅流入冷暖机520内实现主动增温或主动降温。

上述温控装置500中，二级换热管510、第一管路581和第二管路582可通过一根管路构成，即二级换热管510、第一管路581和第二管路582为一体式管路，该种结构形式使得管路接头较少，系统安装和拆卸比较简单和便捷。上述温控装置500中，控制阀组件具体可采用不同控制方式或结构的阀门，只要能够控制介质的通断即可，例如，具体可采用气动阀、电动阀、液动阀等，为方便控制，优选采用电动阀，电动阀便于控制，且操作方便，也便于现场的安装。在本实施例中，控制阀组件具体包括第一电动阀563和第二电动阀564，第一电动阀563设置在散热器530的出口处，即设置在第四管路584上，第二电动阀564设置在第一管路581上，且位于第三管路583的进口之后，第一电动阀563和第二电动阀564通过电池的BMS系统控制，BMS系统根据采集的电池温度控制第一电动阀563和第二电动阀564的工作状态。

上述温控装置500的工作原理是：当电池组200温度过高时，第一电动阀563打开，第二电动阀564关闭，二级换热管510中的介质与电池组200进行热量交换，随后，二级换热管510中的介质通过第一管路581进入散热器530，散热器530对介质中的热量进行处理，随后，冷却后的介质进入冷暖机520通过循环泵540进行循环，此时，冷暖机520不工作，冷却后的介质通过第二管路582返回至箱体1000内的二级换热管510内，与电池组200进行热量交换，从而通过散热器530实现被动冷却。

当电池组200温度过高超过阈值时，第一电动阀563关闭，第二电动阀564打开，二级换热管510与电池组200进行热交换，随后，二级换热管510中的介质通过第一管路581进入冷暖机520，此时，冷暖机520工作，并通过循环泵540进行循环，对介质进行冷却，随后，冷却后的介质通过第二管路582返回至箱体1000内的二级换热管510内，与电池组200进行热量交换，从而通过冷暖机520实现主动冷却。

当电池组200温度过低时，第一电动阀563关闭，第二电动阀564打开，冷暖机520工作，并通过循环泵540进行循环，对介质进行增温，随后，增温后的介质通过第二管路582返回至箱体1000内的二级换热管510内，与电池组200进行热量交换，从而通过冷暖机520实现主动增温。

本申请系统通过冷暖机520和散热器530对电池组200进行组合式主动散热、主动增温和被动散热，该种方式既能够保证电池组200的热量能够得到有效释放，同时温控成本较小，能够有效节约能源，避免了只采用主动冷却时浪费能源，还避免了只采用被动冷却时电池组200温度不能得到及时控制的缺陷。

在上述温控装置的基础上，还可以设置电气控制箱570，该电气控制箱570采用常规的电气控制柜即可，该电气控制箱570分别与冷暖机520、循环泵540和控制阀组件连接，该电气控制箱570可及时对冷暖机520、循环泵540和控制阀组件的工作状态进行控制，避免BMS主机或BMS从机控制冷暖机520、循环泵540和控制阀组件时产生的控制延迟，同时，该电气控制箱570可在现场对冷暖机520、循环泵540和控制阀组件进行操作，具有操作便捷性。

如图23b所示，为基于温控装置的基本结构原理设计的第二种实施方式。具体的，温控装置500包括二级换热管510(图23b中为示出)、冷暖机520、散热器530、循环泵540、控制阀组件和电气控制箱570；二级换热管510用于与箱体1000内的电池组200进行热量交换；冷暖机520用于对二级换热管510内的介质进行主动增温或主动降温，冷暖机520的进液口521与二级换热管510的出口511通过第一管路581连接，冷暖机520的出液口522与二级换热管510的进口512通过第二管路582连接；散热器530并联在第二管路582上，用于对二级换热管510内的介质进行被动降温，具体连接时，散热器530的进口通过第三管路583与第二管路582连通，出口通过第四管路584与第二管路582连通；循环泵540设置在第一管路581上，用于对介质的流动提供动力，在其他实施例中，循环泵540也可设置在第二管路582上，只要能够对介质的流动提供动力即可。上述电气控制箱570分别与冷暖机520、循环泵540和控制阀组件连接，用于分别控制冷暖机520、循环泵540和控制阀组件的工作状态。散热器530的外侧还设置有风机531，风机531对散热器530内的介质进行散热。

二级换热管510的进口512和出口511均设置在箱体1000外，在箱体1000外与第一管路581和第二管路582实现连接。箱体1000内的二级换热管510为单路循环管路，单路循环管路与箱体1000内的多个电池组200进行热交换，该种方式使得箱体内的温控部分结构简单，箱体内无复杂的温控结构，使得箱体内器件的布局更加简单和方便。同时，该电池温控装置中除二级换热管510设置在箱体内，其余部件均设置在电池组200外，具有结构简单，成本较低，不占用空间等特点。

上述温控装置中，控制阀组件用于控制冷暖机520和散热器530连通，实现介质的被动降温，或者，控制阀组件控制冷暖机520和散热器530断开，介质仅流入冷暖机520内实现主动增温或主动降温。具体的，将第一电动阀563设置在第三管路583上散热器530的进口处，将第二电动阀564设置在第二管路582上，当电池组200温度过高时，第一电动阀563打开，第二电动阀564关闭，二级换热管510中的介质与电池组200进行热量交换，随后，二级换热管510中的介质通过第一管路581进入冷暖机520，此时，冷暖机520不工作，通过循环泵540进行循环，随后，未冷却的介质进入散热器530，散热器530对介质中的热量进行处理，冷却后的介质通过第二管路582返回至箱体1000内的二级换热管510内，与电池组200进行热量交换，从而通过散热器530实现被动冷却。

当电池组200温度过高超过阈值时，第一电动阀563关闭，第二电动阀564打开，二级换热管510与电池组200进行热交换，随后，二级换热管510中的介质通过第一管路581进入冷暖机520，此时，冷暖机520工作，对介质进行冷却，通过循环泵540进行循环，随后，冷却后的介质通过第二管路582返回至箱体1000内的二级换热管510内。当电池组200温度过低时，第一电动阀563关闭，第二电动阀564打开，冷暖机520工作，对介质进行增温，通过循环泵540进行循环，随后，增温后的介质通过第二管路582返回至箱体1000内的二级换热管510内，与电池组200进行热量交换，从而通过冷暖机520实现主动增温。

如图23c所示，为基于温控装置的基本结构原理设计的第三种实施方式。与上述两种温控装置的不同之处在于，控制阀组件中的第一电动阀和第二电动阀替换为三通电动阀562，三通电动阀562的第一端口与冷暖机520的进液口521连通，第二端口与第一管路581的连通，第三端口与散热器530的出口连通，即与第四管路584连通，采用三通电动阀控制时，只需单个器件即可实现控制，结构简单，安装方便。

控制阀更换为三通电动阀562的原理是：当电池组200温度过高时，三通电动阀562的第一端口和第三端口连通，第二端口关闭，二级换热管510内的介质与电池组200进行热交换，随后，二级换热管510中的介质随后通过第一管路581、第三管路583进入散热器530，散热器530对介质中的热量进行处理，随后，冷却后的介质进入冷暖机520通过循环泵540进行循环，此时，冷暖机520不工作，只保证介质的通过，随后，冷却后的介质通过第二管路582返回至箱体1000内的二级换热管510内，与电池组200进行热量交换，从而通过散热器530实现被动冷却。

当电池组200温度过高超过阈值时，三通电动阀的第一端口和第二端口连通，第三端口关闭，二级换热管510与电池组200进行热量交换，随后，二级换热管510中的介质通过第一管路581进入冷暖机520，此时，冷暖机520工作，对介质进行冷却，通过循环泵540进行循环，随后，冷却后的介质通过第二管路582返回至箱体1000内的二级换热管510内，与电池组200进行热量交换，从而通过冷暖机520实现主动冷却。

当电池组200温度过低时，三通电动阀562的第一端口和第二端口连通，第三端口关闭，冷暖机520工作，对二级换热管510内的介质进行增温，通过循环泵540进行循环，随后，增温后的介质通过第二管路582返回至箱体1000内的二级换热管510内，与电池组200进行热量交换，从而通过冷暖机520实现主动增温。本申请系统通过冷暖机520和散热器530对电池组200进行组合式主动散热、主动增温和被动散热，该种方式既能够保证电池组200的热量能够得到有效处理，同时温控成本较小，避免了只采用主动冷却时浪费能源，还避免了只采用被动冷却时电池组200温度不能得到及时控制的缺陷。

在上述温控装置中，二级换热管510的进口512和出口511均设置在箱体1000外，在箱体1000外与第一管路581和第二管路582实现连接，将二级换热管510的进口和出口均设置在箱体1000外，使得二级换热管510与第一管路581、第二管路582的安装连接和拆卸更加方便，同时，该种方式避免了在箱体内设置管路连接头，进而避免了箱体内介质泄露对电池产生的影响。箱体1000内的二级换热管510为单路循环管路，单路循环管路与箱体1000内的多个电池组200进行热交换。单路循环管路可使得二级换热管510在箱体完全没有泄露点，介质循环时密封性很好，进一步避免了介质泄露对箱体内的电池产生的影响。

在上述温控装置中，散热器530的外侧还设置有风机531，风机531对散热器530内的介质进一步散热。电池组200在充放电过程中能够产生大量的热，为了能够把热量散掉，尽可能利用环境温度，所以设置风机531，这样即使在气温为40℃的高温情况下，也能够保证电池组200的温度在50℃以下。电池组200温度的控制，其主要是能耗问题，采用空调等制冷设备，能耗很高，所以尽可能利用环境温度对电池组200的温度进行控制。本申请方案在气温非极端情况下采用散热器530利用环境温度为电池组200降温，在极端情况下温度过高或者过低的时候，才启动冷暖机520进行加热或制冷，这样能够最大化利用环境温度，减少了温控能耗。

如图23d和图23e所示，为基于温控装置的基本结构原理设计的第四种实施方式。该温控装置中冷暖机520的进液口521与二级换热管510的出口511通过第一管段551连接，冷暖机520的出液口522与第二管段552连接，第二管段552上设置有循环泵540，用于对循环介质的流动提供动力，循环泵540还设置为与第三管段553连接，第三管段553与散热器530的进水口通过第四管段554连接，第三管段553与散热器530的出水口通过第五管段555连接，第三管段553与第四管段554的连接端设置有第一控制阀561，第一控制阀561可以在第一状态下打开第三管段553和第四管段554之间的通道，同时关闭第三管段553与第六管段556之间的通道，在第二状态下关闭第三管段553与第四管段554之间的通道，打开第三管段553与第六管段556之间的通道；第三管段553还与第六管段556连接，第六管段556与二级换热管510的进口512连接；第五管段555与第六管段556连接。散热器530和循环泵540也可以设置在第一管段551或第二管段552上，同样可以达到为循环介质提供动力的功能，此时第三管段553直接与第一管段551连接，以使第三管段553与散热器530连接。

该温控装置的工作原理是：当电池组200的温度超过第一阈值时，第一控制阀561进入第一状态，关闭第三管段553与第六管段556之间的通道，并打开第三管段553与第四管段554之间的通道，冷暖机520内的介质通过出液口522向第二管段552输入冷却介质，因为第一控制阀561在第一状态下关闭了第三管段553和第六管段556之间的通道，冷却介质经由循环泵540增压后通过第三管段553和第四管段554进入散热器530，散热器530内部设置了s形铺设或u形铺设的管路，冷却介质在经过该管路的过程中消耗并发散自身热量，散热完成的冷却介质再经由第五管段555输送至第六管段556，并从第六管段556进入二级换热管510，冷却介质通过二级换热管510、绝缘换热件以及一级换热管后与电池组200进行热量交换，再通过第一管段551进入冷暖机520，并不断循环重复上述流程从而实现电池组200的被动降温。在电池组200的温度不超过第一阈值时，冷却介质仅通过冷暖机内的管路，但是冷暖机不对冷却介质进行主动降温。第一阈值通常为30-40℃，可结合地理、环境、个别需求进行调整。

当电池组200的温度超过第二阈值或被动降温的时长超过第三阈值时，或同时超过了第二阈值和第三阈值时，第一控制阀561进入第二状态，第三管段553与第四管段554之间的通道被关闭，同时第三管段553与第六管段556之间的通道被打开，冷暖机520启动，对冷暖机内的冷却介质进行主动降温，再将冷却介质通过出液口522向第二管段552输送，因为第三管段553与第四管段554之间的通道被关闭，冷却介质经由循环泵540增压后直接通过第三管段553进入第六管段556，再由第六管段556输送至二级换热管510内，冷却介质通过二级换热管510、绝缘换热件以及一级换热管后与电池组200进行热量交换，随后二级换热管510中的冷却介质再循环至第一管段551进入冷暖机520进行冷却，此时，冷暖机520工作，并通过循环泵540进行循环，对介质进行冷却，随后，冷却后的介质通过第二管段552返回至箱体1000内的二级换热管510内，并不断循环重复上述流程从而实现电池组200的主动降温。当环境温度低于第四阈值时，电池组200需要升温，则由冷暖机520对二级换热管中的介质进行加热升温，并重复上述流程，以对多个电池组200实现主动增温。第二阈值通常为40-50℃，第三阈值为20-60分钟，第四阈值为5-15℃，可结合地理、环境、个别需求进行调整。

在一些实施方式中，第三管段553上还设置有膨胀罐580，膨胀罐580的设置起到平衡管道压力的效果，避免出现管道内压力过大，将各管道和控制阀冲坏。第六管段556还设置第七管段557，第七管段557与冷却罐951(用于冷却热失控烟气)的进液口连接，第一管段551还设置有第八管段558，与冷却罐951的出液口连接，第七管段557上设置有第二控制阀565，第七管段557与烟气控制装置中的冷却罐951连接，当需要开启冷却罐951,第二控制阀565打开第七管段557的通道，使冷却介质进入冷却罐951，冷却罐951内的冷却介质通过第八管段558输入到冷暖机520内。冷却罐951仅在电池组发生热失控时使用，因此第七管段557正常情况下处于关闭状态，发生热失控时则由BMS发送指令打开第二控制阀565，因此优选第二控制阀565为电磁阀、电动阀等，但是其他能够实现打开管路通道功能的控制阀亦可用于本实施例，例如气动阀、电动阀、液动阀等。

在一些实施方式中，二级换热管510、第一管段551和第二管段552可通过一根管路构成，即二级换热管510、第一管段551和第二管段552为一体式管路，该种结构形式使得管路接头较少，系统安装和拆卸比较简单和便捷。

在一些实施方式中，散热器530的外侧还设置有风机531，利用风机531辅助散热器530对冷却介质进一步散热。本实施例采取了利用环境温度对储能设备进行被动冷却降温和利用冷暖机对储能设备进行主动冷却降温的方法，在电池组200的温度超过第一阈值时，启动被动降温，温度超过第二阈值或被动降温时长超过第三阈值时启动主动降温，温度低于第四阈值时启动主动升温，这样有梯度的温度管理控制，相比传统的空调制冷制热，能够最大程度的利用环境温度，降低能耗，且本实施例的温控装置与各个电池组都逐一进行热交换，也不存在空调降温时会发生的温度扩散不均匀的情况，能够降低成本、节约能源。

在一些实施方式中，温控装置还包括电气控制箱570，电气控制箱570分别与冷暖机520、循环泵540和控制阀组件连接，电气控制箱570可及时控制冷暖机520、循环泵540和控制阀组件的工作状态，避免BMS主机出现控制延时，且电气控制箱570可在现场对冷暖机520、循环泵540和控制阀组件进行操作，具有操作便捷性。

需要说明的是，第四种实施方式的温控装置中，第二管段、第三管段、第四管段合并相当于温控装置基本结构中的第一管路，第一管段相当于温控装置基本结构中的第二管路，第五管段相当于温控装置基本结构中的第三管路，第六管段相当于温控装置基本结构中的第四管路。

本实施例中，二级换热管510的进口512和出口511均设置在箱体1000外，并在箱体1000外与第一管段551和第二管段552实现连接，避免在箱体1000内设置管路连接头，使安装和检修拆卸更加方便，也避免了介质泄露在箱体内对电池产生的影响。进一步的，将冷暖机520、循环泵540、散热器530和控制阀也设置在箱体1000外设置的集成柜1010内，实现模块化安装和管理，本实施例中二级换热管510为单路循环管路，与箱体1000内的多个电池组200进行热交换。单路循环可使二级换热管510在箱体没有泄露点，介质循环时密封性很好，进一步避免了介质泄露对箱体内的电池产生的影响。

基于以上描述可知，本实施例采用的冷暖机、散热器、循环泵和控制阀组件构成的温控装置具有主动升温、降温功能，同时具备被动降温功能，并且还具有适用于电池组数量比较多的储能设备使用等特点。

当然，除本实施例中提供的温控装置之外，在一些其它实施例中，也可仅仅采用冷暖机+循环泵的方式对电池组进行主动升、降温控制，但是这种方式可能需要冷暖机始终处于工作状态，能量消耗比较大。在一些实施例中，也可仅仅采用散热器+循环泵的方式对电池组进行被动降温的控制，虽然这种方式能耗较小，但是其仅仅只能起到降温作用，并且降温的能力也比较有限。

电池的发热是多种原因造成的，本实施例除了采用上述的两级换热+多模式的温控装置对电池组从外部降温外，还提供了由于电池组中各个方形电池的电解液均一性较差而造成发热问题的解决方案，即本实施例为每个电池组增设了共享管路组件，且可选的，该共享管路组件还可提供为电池组泄爆的功能，下面根据附图对本实施例中共享管路组件进行详细的说明。

本实施例中，电解液共享是采用共享管路组件400实现的，共享管路组件400不仅被配置为实现电解液共享的功能，还可选择性的被配置为电池组的泄爆管路。其原理性结构包括共享管路和若干密封机构，每个方形电池300通过其自身的一个注液通道与共享管路连通；共享管路一端设置有用于连接烟气处理装置900的泄爆机构415，另一端封闭；密封机构设置于方形电池300的注液通道处，用于对方形电池起密封作用，且在方形电池组成电池组时，该密封机构遇电解液溶解或在外力作用下形成开口，继而使得注液通道贯通，以实现共享管路和方形电池内腔的连通。共享管路组件不仅可以使多个方形电池处于同一个电解液体系，减少电解液消耗不同而产生的差异，还可以在电池组使用超过一定年限、电解液发生损耗时，将电解液抽出并更换新的电解液或直接补充新的电解液，有助于延长电池组的使用寿命。共享管路可以为一根完整的管路，但是优选的方案是，共享管路为本实施例中提供的拼接形成的管路。

以下根据方形电池300结构来具体说明共享管路组件的实施方式。

如图18a、图18b所示，为本实施例中不同角度下方形电池300的结构示意图。方形电池300的壳体由上盖板32、下盖板33、筒体34围合形成。本实施例中上盖板32、下盖板33、筒体34分别为独立设计的零件，组合形成方形电池300的壳体。在另一些实施方式中，因加工工艺不同，可采取非分体式的结构，例如下盖板33与筒体34为一体设计。上盖板32上设有极柱31，极柱31包括正极柱31a和负极柱31b，下盖板33设置有共享管路组件400的汇流管410以及第二组装座343。

如图18d所示，为本实施例方形电池300的剖面结构示意图。下盖板33上设置有注液通道，注液通道为通孔331，还设置有覆盖通孔331并沿下盖板33的宽度方向延伸的汇流管410，汇流管410与通孔331贯通。如图18e和图18f所示，通孔331为圆形孔，也可以为长条形通孔。

在一些实施例中，汇流管410设置在方形电池的筒体上，并沿下盖板的长度或宽度方向延伸。在另一些实施例中，汇流管设置在方形电池的下盖板上，并沿下盖板的长度方向延伸。为了确保密封性和减少加工成本，本实施例采用将汇流管410和下盖板33采用挤压工艺一体成型。

如图18c所示，在一些实施方式中，注液管路管包括若干汇流管410和若干连接管412；若干汇流管410分别设置在每个方形电池300下盖板33上，且每个汇流管沿方形电池300下盖板33的宽度方向铺设；相邻两个方形电池300上的汇流管410均通过一个连接管412连接。汇流管与方形电池300壳体一体化设计并通过连接管连接的设置使方形电池的壳体加工简便，经济实用，密封效果良好。

本实施例中，相邻两个方形电池300上的汇流管410均通过一个连接管412连接。连接管412的外形尺寸与汇流管410的外形尺寸相当，这样有助于提升汇流管410之间连接的稳定性。优选的，连接管412包括两个连接嘴413，汇流管410两端设置有连接口414，连接嘴413嵌于连接口414内密封连接；或连接管412包括两个连接口414，汇流管410两端设置连接嘴413，连接嘴413嵌于连接口414内密封连接。连接嘴413的形状优选为微锥形，便于插入连接口414中，且优选连接嘴413与连接口414过盈配合，连接嘴413与连接口414之间铆接，铆接时还可在铆接面加环氧胶等粘合剂，进一步使得密封和固定效果更好，或者连接嘴413与连接口414之间也可采用螺纹连接。

在一些实施方式中，如图18d至图18h所示，注液通道上设置有密封机构，第一种密封机构为密封膜421。该密封机构有两种使用情况：多个方形电池不需要共用一个电解液体系时，充当泄爆膜使用，在方形电池发生热失控时，热失控烟气通过顶破或熔化密封机构后进入汇流管410组成注液泄爆通道。

多个方形电池需要共用一个电解液体系时，第一种密封机构密封膜421遇电解液可溶解，在方形电池形成共享电解液体系前可保持方形电池内的电极组件与外部空气隔绝，并在密封膜421面向壳体内部的一侧附一层保护膜，避免电池内的电解液提前溶解密封膜421。当需要注入电解液时，电解液进入汇流管410组成的注液泄爆通道内，密封膜421遇电解液溶解后，附于其上的保护膜也随之脱落，使得电解液能够进入到方形电池的内腔，达到电池组内各个方形电池电解液相互连通的效果。该方式避免使用其他工具，且对操作环境的要求不高，只要在电解液注入后及时密封电解液共享通道即可保证电解液、电极组件不暴露于空气中。

第二种密封机构为带牵引环423的密封片422，如图18g和图18h所示，注液通道上设置有密封片422，并在密封片422上设置牵引环423，在组装电池组时用牵引线穿引好牵引环423，注液前，通过拉扯穿引好所有牵引环423的牵引线，将各个方形电池的密封片422撕开，使所有方形电池形成开口，以将电解液统一注入到所有的方形电池内腔，达到电池组内各个方形电池电解液相互连通的效果。该操作应在露点标准-25到-40℃间、温度23℃±2℃、洁净度10万级的环境下进行。

当密封机构因溶解或外力被打开后，通孔331被打开，最终形成注液通道。

相比于拼接形成的共享管路组件400，一体式的共享管路组件(也就是采用一根完整管路的共享管路组件)亦可作为一种实施方式实现同样的电解液共享功能，但是一体式管路与电池组固定的方式受限于现有密封方式的工艺和成本，不能达到拼接式共享管路组件的成本低、工艺简单、密封性好的优点，但是其依然落入本申请的保护范围内。

上述共享管路组件400作为泄爆通道使用时，其排放的热失控烟气温度高且含有可燃的有毒有害气体，为了提高储能设备的安全性，避免电池组排放的热失控烟气引发安全事故，可以在储能装置上安装烟气处理装置，对热失控烟气进行处理。以下就本实施例中烟气处理装置的基本结构进行说明。烟气处理装置具体可包括吸附单元、冷却单元、点火单元中的至少一种，吸附单元、冷却单元、点火单元的具体结构及连接关系可详见实施例3。

实施例3

随着储能产业的快速发展，储能电站的安全性得到广泛关注。由于锂离子电池在充放电过程中可能会因自身的化学反应或外界影响发生热失控，导致储能设备的火灾事故时有发生，不仅造成高昂的维修费用，还严重影响储能设备的安全，造成了严重的社会恐慌。因此现有技术中多建立消防系统以保证储能电站的安全。现有技术一般采取传统的灭火剂灭火的方式，当消防装置分布不均匀或灭火效果不佳时，热失控的电池则可出现明火引发周边其他电池起火，使火势变大，存在较为严重的安全隐患，还将引发消防系统释放灭火剂使得所有电池组都浸没在灭火剂下，导致其他正常电池损坏。因此，现有的热失控烟气处理方式效果不理想，有待解决。

如图14和图15a所示，为解决现有热失控烟气处理方式效果不理想的问题，本申请提供了一种储能设备，该储能设备包括箱体1000、固定架1001、烟气处理装置900、BMS系统以及至少两个电池组200，电池组200具体可采用实施例1提供的电池组；固定架1001设置于箱体1000内，固定架1001内设置有若干用于固定电池组200的固定座1002，至少两个电池组200固定在固定座1002上且至少两个电池组200依次串联连接；图14中的箱体内并未满仓放置电池组200，实际使用中应根据充放电需求调整电池组200的摆放数量。

如图16a至图16d，电池组200包括固定组件201、共享管路组件400以及若干方形电池300；固定组件将若干方形电池300固定连接为一个整体，且若干方形电池300并联设置；共享管路组件400用于将若干方形电池300的内腔全部贯通，以使电池组200中所有方形电池300均处于同一个电解液体系下；共享管路组件400还可作为电池组200的泄爆通道使用，通过共享管路组件排放的热失控烟气则由烟气处理装置900进行处理。

本实施例中的烟气处理装置900与每个电池组200上的共享管路组件400连接，以使任一方形电池300发生热失控时通过共享管路组件400排出热失控烟气至烟气处理装置900进行处理；烟气处理装置900安装在箱体1000内，但是为了便于安装、维护以及提升操作安全性，如图15b所示，为箱体1000设计独立的集成柜1010放置烟气处理装置900，并可选的为其设计柜门1011，方便操作，该集成柜还可以放置BMS主机以及其他装置。BMS系统(Battery Management System)用于管理至少两个电池组200，包括BMS主机以及与电池组200数量相同的BMS从机601，BMS主机可设置在集成柜1010内，也可设置在远离储能设备的位置，BMS从机601与电池组200一一对应，如图16c所示，BMS从机601通过从机安装座602固定在电池组200上，以采集对应电池组200的参数并上传至BMS主机，BMS主机分别与所有BMS从机通讯连接，以向BMS从机发送控制指令。

本申请中，由于储能设备的能量源采用多个电池组200，同时一个电池组200又由多个方形电池300组成，因此，电池组200之间的串联结构和电池组200内所有方形电池300的并联方式是储能设备能够正常运行的关键。在本实施例中，电池组200之间通过两个电连接件实现串接，同时该电连接件还可实现电池组200内所有方形电池300的并联，简化了电池组200的电路连接结构。如图16a和图16c所示，每个电池组上设置有两个电连接件700，电连接件700的具体结构和连接关系详见实施例2，此处不再重复。

本申请中，共享管路组件400是为了实现电池组200各方形电池300中电解液共享，以及电池组200安全泄爆的功能，其基本原理是将电池组200内各个方形电池300的内腔连通，使所有方形电池300处于同一个电解液体系内，继而提高各个方形电池300内电解液的均一性，减少了因电解液消耗不同而产生的差异；还可以在电池组200使用超过一定年限、电解液发生损耗时，将电解液抽出并更换新的电解液或直接补充新的电解液或补锂添加剂，有助于延长电池组200的使用寿命。共享管路组件400可以为一根完整的管路，也可以为本实施例提供的更为优选的拼接式管路，如图16a所示，共享管路组件400包括若干汇流管410和若干连接管412，若干汇流管410分别设置在每个方形电池300的壳体上，且每个汇流管410沿所述方形电池300壳体的厚度方向或宽度方向铺设；相邻两个方形电池300上的汇流管410均通过一个连接管412连接。

为了使共享管路组件400能够同时实现泄爆功能，在各个方形电池300上设置与其上设置的汇流管410连通的注液通道，使注液通道兼具泄爆孔的功能，共享管路组件400不仅能够实现电解液共享，还能作为电池组统一的泄爆通道使用，共享管路组件400的一端可以封闭，也可以安装注液机构，共享管路组件400另一端设置泄爆机构415，连接烟气处理装置处理热失控烟气。

当然，共享管路组件400也可以只承担单一功能，即仅提供电解液共享功能，此时共享管路组件400的一端安装注液机构，另一端仅提供泄爆功能，此时共享管路组件400的一端封闭，另一端安装与所述烟气处理装置连接的泄爆机构415。

根据方形电池300结构来具体说明共享管路组件的实施方式详见实施例2以及18a至图18h所示，此处不再重复。需要说明的是，在各个方形电池300组成电池组200前，方形电池300的内腔是需要密封的，但是组成电池组200时各个方形电池300的内腔需要被连通，是形成电解液共享的条件，因此，方形电池300上需要设计满足要求的密封机构。密封机构的具体设置也可详见实施例2，此处不再重复。

上述共享管路组件400作为泄爆通道使用时，其排放的热失控烟气温度高且含有可燃的有毒有害气体，为了提高储能设备的安全性，避免电池组200排放的热失控烟气引发安全事故，可以在储能装置上安装烟气处理装置，对热失控烟气进行处理。以下就本实施例中烟气处理装置的基本结构进行说明。

在一些实施例中，烟气处理装置900为设置在箱体1000之外的用于对热失控烟气进行点燃处理的点火单元940；或烟气处理装置为设置在箱体1000内或箱体1000外用于对热失控烟气进行吸附处理的吸附单元；或烟气处理装置为设置在箱体1000内或外用于对热失控烟气进行冷却处理的冷却单元。

在一些实施例中，烟气处理装置包括冷却单元和吸附单元；冷却单元和吸附单元设置在箱体1000内或外，设置在箱体1000外时，吸附单元和冷却单元可位于集成柜1010中，见图14；冷却单元的烟气输入端通过泄压总管与每个电池组200上的共享管路组件400连通，冷却单元的烟气输出端与吸附单元连通。

在一些实施例中，烟气处理装置为在设置在箱体1000内或外的冷却单元(设置在箱体外时冷却单元可位于集成柜1010中)以及设置在箱体1000外的点火单元940；冷却单元的烟气输入端通过泄压总管与每个电池组200上的共享管路组件400连通，冷却单元的烟气输出端与点火单元940连接。

在一些实施例中，烟气处理装置为设置在箱体1000内或外的吸附单元，以及设置在箱体1000外的点火单940元，设置在箱体1000外时吸附单元可位于集成柜1010中，吸附单元的烟气输入端通过泄压总管与每个电池组200上的共享管路组件400连通，吸附单元的烟气输出端与点火单元940连接。

在本实施例中，烟气处理装置包括冷却单元、吸附单元以及点火单元；冷却单元和吸附单元设置在箱体1000内或外，设置在箱体1000外时吸附单元和冷却单元可位于集成柜1010中；点火单元940设置在箱体1000外；冷却单元的烟气输入端通过泄压总管与每个电池组200上的共享管路组件400连通，冷却单元的烟气输出端与吸附单元的烟气入口端连接，吸附单元的烟气出口端与点火单元940连接。

以下结合图24a至图24d，对吸附单元、冷却单元、点火单元940的具体结构及连接关系进行详细描述。

如图24a和图24b所示，为本实施例中烟气处理装置900的结构示意图，该烟气处理装置900包括与各个电池组200连接的排烟管、设置于集成柜1010中的冷却单元、吸附单元，以及位于箱体1000外的点火单元940。

排烟管包括多个一级泄压管912和二级泄压管913，一级泄压管912的数量与电池组200的数量一致，一级泄压管912的一端与电池组200的泄爆机构415一一对应连接，一级泄压管912另一端均与二级泄压管913连接，二级泄压管913的数量根据固定架1001的层数变化，亦可以根据实际需求另作设置。例如，箱体1000内设置有六十个电池组200，箱体1000的固定架1001设置有六层，固定架1001每一层放置十个电池组200，根据层数设置六根二级泄压管913，每一层内与电池组200的泄爆机构415连接的十个一级泄压管912均与本层内设置的同一个二级泄压管913连接，再将六个二级泄压管913的汇总至泄压总管914中，泄压总管914管径可优选设置成比各个二级泄压管913的管径稍大，泄压总管914与处理烟气的单元连接。或者，每一列电池组200之间设置一根二级泄压管913，再将多个二级泄压管913汇总至泄压总管914中；或者，六十个方形电池300的一级泄压管912全部与同一个二级泄压管913连接，二级泄压管913与处理烟气的单元连接。

吸附单元包括N个依次串接的吸附罐921,N为大于等于1的整数。其中，当烟气处理装置不设置冷却单元时，第一个吸附罐921的进口与泄压总管914或者二级泄压管913连通，每个吸附罐921内填充有吸附介质，以吸附热失控烟气。有毒有害物质被吸附后，第N个吸附罐921设置一根引出热失控烟气的管路至箱体1000外，将剩余气体排放至箱体1000外，或者连接点火单元940将其点燃。N个吸附罐921之间通过软管串联，使其能够自由的根据不同箱体1000的设计进行排布。设置多个吸附罐921，可以拉长热失控烟气过滤吸附的行程，有助于更加彻底的吸附热失控烟气。为提高罐体的耐压性，吸附罐921具体可采用圆形桶体制作，该圆形桶体的两端可通过圆形端盖进行密封，圆形端盖可通过法兰与圆形桶体连接，或者，圆形端盖可焊接在圆形桶体的两端。吸附罐将烟气进口设置在吸附罐921的顶端，将出口设置在吸附罐921的底端。

如图24c所示，为本实施例吸附罐921的结构示意图，吸附罐921内设置有两个多孔板9211，两个多孔板9211之间通过两端设有螺纹的连接杆9212轴向连接，即连接杆9212的两端分别穿过两个多孔板9211，并通过螺母固定,相邻的两个多孔板9211与吸附罐921内壁形成吸附腔，吸附介质填充在吸附腔内，吸附介质优选采用吸附性能较好和成本较低的活性炭、沸石分子筛或氧化铝等。

如图24d所示，烟气处理装置设置点火单元940时，优选同步设置触发单元930，用于触发启动点火单元940；点火单元940设置在箱体1000外，当烟气处理装置不设置冷却单元和吸附单元时，泄压总管914直接与点火单元连接，当烟气处理装置设置吸附单元时，点火单元与第N个吸附罐921的出口连接，热失控烟气通过N个吸附罐921后排放至箱体1000外，并由点火单元940将其点燃进行无害化处理，减少环境污染；当烟气处理装置设置冷却单元和吸附单元时，点火单元的连接方式与仅设置吸附单元时的连接方式相同，当烟气处理装置设置冷却单元而不设置吸附单元时，点火单元940与冷却单元的出口连接。

触发单元930可为不同形式的传感器，根据不同需求设置在二级泄压管913内或泄压总管914内，在方形电池300发生热失控时对温度、压力或气体体积分数等参数进行实时检测，当超过设定阈值时即发出信号，该信号可为电信号或机械信号等。具体的，上述传感器可为压力传感器、气体传感器或温度传感器中的至少一种，压力传感器、气体传感器和温度传感器具体可设置在二级泄压管913内或泄压总管 914或电池壳体上。压力传感器具体可为磁力开关等。

为保证热失控烟气的燃烧效果，可设置不同数量的点火单元940，防止某一个点火单元940失效或发生故障时，无法完成热失控烟气的点燃处理。如图24d所示，点火单元940具体包括排气管941和固定在排气管941顶端的点火器942，排气管941的进口与吸附单元的出口连通，点火器942设置在排气管941的出口端，用于点燃排气管941排出的热失控烟气。上述排气管941上还可设置阻火器943，该阻火器943防止火焰向下传输，具体可为单向阀或管道阻火器等，管道阻火器内设置有被压实的滤网。此外，还可在排气管941的顶端设置防雨盖944，防止外部的杂质或水汽进入排气管941堵塞通道。点火器942可采用现有的电弧式点火器或电阻丝点火器等，电弧式点火器具体可采用脉冲点火器，点火器的供电方式可根据现场环境采用干电池或交流电。具体的，任意方形电池300发生热失控时，热失控烟气到达排气管941中，触发单元930探测到排气管941内有热失控烟气时反馈信号至点火器942，点火器942启动并引燃残余的热失控烟气。

在热失控烟气通过吸附单元前，设置冷却单元为温度较高的热失控烟气降温，避免高温烟气损伤吸附单元，或吸附处理不充分时，在点火单元940中点燃的过程中残留的电解液导致点燃火焰过大损坏点火单元940的部分器件。具体的，冷却单元包括M个冷却罐951和至少一个回流罐952，M个冷却罐951和回流罐952之间通过软管连接，并依据箱体的设计需求进行排布摆放，但是回流罐952的电解液入口应低于冷却罐951的电解液出口。第一个冷却罐951与泄压总管914或二级泄压管913连接，冷却罐951和回流罐952有多个时可穿插设置，第M个冷却罐951或最后一个回流罐952与第一个吸附罐921连接。当热失控烟气进入冷却罐951后，部分固体颗粒以及气化的电解液冷凝，气液混合物进入回流罐952后其液态物质留在回流罐952中，气态物质则继续进入吸附罐921，并通过吸附罐921中的吸附介质吸附残留的液体及可燃气体，没有被吸附的气体则继续进入排气管并最终被点燃。上述回流罐952可采用任意形状的罐体，也可采用不与电解液发生反应的柔性袋结构，只要能够收集热失控烟气中的电解液小液滴即可。冷却单元与吸附单元的连接顺序可以调换，但是高温气体直接通过吸附单元不利于吸附且可能对吸附单元造成一定的损坏，因此优选先冷却后吸附的处理方式，提高烟气处理的安全性。

冷却罐951和吸附罐921内部的冷却介质和吸附介质可以部分填充或全部填充，以满足不同的使用要求。上述冷却介质可为陶瓷球、蜂窝陶瓷体、二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛中的一种。本实施例采用物理冷却的方法对热失控烟气进行降温，这类物质降温效果较好，性质稳定，不产生气体，有利于减轻后续的气体吸附压力。

在一些实施例中，如图24a所示，烟气处理装置还包括感应单元960；该感应单元960能够在发生热失控时发送信号给BMS，由BMS控制箱体1000内的电池组200停止充放电，提高整个系统的安全性。上述感应单元960可为压力传感器、气体传感器或温度传感器中的一种。图24a中仅指示了感应单元960的安装位置之一，感应单元可设置多个，便于及时探测感应。

在一些实施例中，为提高憋压效果，在第N个吸附罐921的出口上设置压力阀(图中未示出)，压力阀关闭时，对冷却单元、吸附单元中的热失控烟气进行憋压，增加吸附效果和冷却效果，当热失控烟气的压力超过压力阀设置的阈值时，压力阀打开，热失控烟气进入点火单元940，由点火单元940点燃热失控烟气。

在一些实施例中，烟气处理装置中冷却罐951可以为液冷罐，和温控装置500共用冷却介质，一旦探测到电池组200热失控，温控装置500将制冷后的冷却介质供给到液冷罐951内，冷却热失控烟气。

电池发生热失控的成因中，电池发热是非常重要的原因，因此解决电池发热问题至关重要。上述的电解液共享能够从电池内部解决电解液均一性差而造成的发热问题，本申请中还提供了从电池外部解决发热问题的解决方案。因此，为了进一步提高储能设备的安全性，为其设置温控装置是非常必要的选择。实施例2中已对换热组件和温控装置进行了详细说明，在此不再重复。

Claims

一种电池组，其特征在于，所述电池组包括固定组件、共享管路组件、换热组件以及若干方形电池，若干方形电池并联连接；

所述固定组件用于将所述若干方形电池并排固定连接以形成电池组；

所述共享管路组件用于将所述若干方形电池的内腔全部贯通，以使所述电池组中所有方形电池均处于一个电解液体系下；

所述换热组件用于与若干方形电池同一侧的极柱固定连接，以实现电池组中所有方形电池与外部进行换热。
根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述共享管路组件包括注液管路，所述方形电池包括注液通道，所述注液通道设置有密封机构；每个方形电池通过注液通道与所述注液管路连通；注液管路一端作为总注液口，另一端封闭；所述密封机构用于对注液通道起密封作用，且该密封机构在遇电解液时溶解或在外力作用下形成开口，继而使得注液通道贯通，以实现注液管路和方形电池电解液腔的连通。
根据权利要求2所述的电池组，其特征在于，所述注液管路包括若干汇流管和若干连接管；若干汇流管分别设置在每个方形电池壳体上，且每个汇流管沿所述方形电池壳体的厚度方向或宽度方向铺设；相邻两个方形电池上所述汇流管通过一个连接管连接。
根据权利要求3所述的电池组，其特征在于，所述连接管两端包括连接嘴，所述汇流管两端设置有连接口，所述连接嘴嵌于所述连接口内密封连接；或，所述连接管两端包括连接口，所述汇流管两端设置连接嘴，所述连接嘴嵌于所述连接口内密封连接。
根据权利要求4所述的电池组，其特征在于，所述连接嘴为锥形嘴，所述连接嘴与所述连接口过盈配合；或，所述连接嘴与所述连接口螺纹连接。
根据权利要求2至5任一项所述的电池组，其特征在于，所述注液管路的总注液口上设置有可拆卸的泄爆机构，注液管路的封闭端采用封堵件密封。
根据权利要求2所述的电池组，其特征在于，所述密封机构为设置有牵引环的密封片，在外力牵引下，所述牵引环撕开所述密封片形成开口；或，所述密封机构为附有保护膜的密封膜，所述密封膜溶于电解液，所述保护膜不溶于电解液，所述保护膜附于所述密封膜面向所述方形电池的内腔的一侧，当所述密封膜溶于电解液后，所述保护膜随之脱落。
根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述换热组件包括传热管，所述极柱设置有通槽，所述传热管固定在所述通槽内。
根据权利要求8所述的电池组，其特征在于，所述通槽的断面呈C字形或U字形；所述传热管直径与所述通槽最宽处的比为1:1.05～1:1.1；所述通槽的长度与所述方形电池的上盖板的宽度比为0.7:1～0.9:1。
根据权利要求3所述的电池组，其特征在于，所述方形电池壳体包括上盖板、下盖板和筒体，所述极柱绝缘设置在所述上盖板上，所述下盖板与所述汇流管为一体成型的铝挤压件；所述筒体为铝挤压件；所述下盖板与所述筒体激光焊接固定。
根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述固定组件为固定壳体，若干所述方形电池并排固定设置在所述固定壳体内；或，所述固定组件包括第一组装件和第二组装件，所述第一组装件与所述方形电池的所述方形电池的筒体侧壁固定连接，用于将并排放置的若干方形电池固定为一个整体；所述第二组装件位于并排放置的若干方形电池下方，且与方形电池的下盖板固定连接。
一种储能设备，其特征在于，包括箱体、固定架、温控装置、BMS系统以及至少两个电池组；

所述固定架设置于箱体内，至少两个电池组串联连接后固定在所述固定架上；

所述电池组包括固定组件、共享管路组件、换热组件以及若干方形电池；

所述固定组件将若干方形电池固定连接为一个整体，且若干方形电池并联设置；

所述共享管路组件用于将所述若干方形电池的内腔全部贯通，以使所述电池组中所有方形电池均处于一个电解液体系下；

所述换热组件用于实现电池组与温控装置之间的热交换；

所述温控装置设置在箱体外，用于通过所述换热组件实现对每个电池组的升温或降温；

所述BMS系统用于管理所述至少两个电池组，包括BMS主机以及与所述电池组数量相同的BMS从机，所述BMS从机分别设置在所述电池组上，所述BMS主机分别与所有BMS从机通讯连接。
根据权利要求12所述的储能设备，其特征在于，所述电池组还设置有两个电连接件；其中一个电连接件与该电池组上若干方形电池的所有正极柱电连接，另一个电连接件与该电池组上若干方形电池的所有负极柱连接；一个电池组上与正极柱连接的电连接件和与之相邻的另一个电池组上与负极柱连接的电连接件连接，以使相邻两个电池组之间串联连接。
根据权利要求13所述的储能设备，其特征在于，所述电连接件包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与电池组上所有正极柱或负极柱电连接，所述第二连接部与相邻的另一电池组上所述电连接件的所述第二连接部电连接，以使相邻所述电池组串联连接。
根据权利要求14所述的储能设备，其特征在于，所述电连接件包括缓冲槽；所述缓冲槽设置在所述第一连接部靠近所述第二连接部的一侧。
根据权利要求12所述的储能设备，其特征在于，所述换热组件包括一级换热管；一级换热管一部分与电池组上所有正极柱或负极柱连接，另一部分与温控装置连接，且一级换热管与温控装置之间保持绝缘。
根据权利要求12所述的储能设备，其特征在于，所述换热组件包括一级换热管、二级换热管以及绝缘换热件；一级换热管一部分与电池组上所有正极柱或负极柱连接，一级换热管另一部分通过绝缘换热件与二级换热管一部分绝缘换热，二级换热管的另一部分与温控装置连接。
根据权利要求17所述的储能设备，其特征在于，所述绝缘换热件上设置有至少一个第一安装部和至少一个第二安装部；所述第一安装部用于安装一级换热管的所述另一部分，所述第二安装部用于安装二级换热管的一部分，且所述一级换热管与第一安装部之间保持绝缘，或者，二级换热管与第二安装部之间保持绝缘，或者第一安装部和第二安装部之间保持绝缘。
根据权利要求18所述的储能设备，其特征在于，所述第一安装部和第二安装部为孔或槽。
根据权利要求16至19任一项所述的储能设备，其特征在于，所述电池组上所有正极柱或负极柱上设置有通槽，所述一级换热管的一部分固定在所述通槽内，以实现与所述电池组的热交换。
根据权利要求16所述的储能设备，其特征在于，所述一级换热管为热管；温控装置采用TEC。
根据权利要求17所述的储能设备，其特征在于，所述一级换热管为热管；二级换热管为液冷管；所述温控装置包括冷暖机、散热器、循环泵和控制阀组件；所述冷暖机用于对二级换热管内的介质进行主动增温或主动降温，所述冷暖机的进液口与二级换热管的出口通过第一管路连接，所述冷暖机的出液口与二级换热管的进口通过第二管路连接；所述散热器与第一管路或第二管路连接，用于对二级换热管内的介质进行被动降温；所述循环泵设置在第一管路或第二管路上，用于对二级换热管内介质的流动提供动力；所述控制阀组件设置在第一管路或第二管路上，所述控制阀组件用于控制冷暖机和散热器连通，实现介质的被动降温；或者，所述控制阀组件控制冷暖机和散热器断开，介质仅流入冷暖机内实现主动增温或主动降温。
根据权利要求22所述的储能设备，其特征在于，所述控制阀组件包括三通电动阀，所述三通电动阀的第一端口与冷暖机的进液口连通，第二端口与第一管路连通，第三端口与散热器的出口连通。
根据权利要求22所述的储能设备，其特征在于，所述控制阀组件包括第一电动阀和第二电动阀，所述第一电动阀设置在散热器的出口处，所述第二电动阀设置在第一管路上，或者，所述第一电动阀设置在散热器的进口处，所述第二电动阀设置在第二管路上。
根据权利要求24所述的储能设备，其特征在于，所述温控装置还包括电气控制箱，所述电气控制箱分别与冷暖机、循环泵和控制阀组件连接，用于控制冷暖机、循环泵和控制阀组件的工作状态，所述电气控制箱与所述BMS系统通讯连接。
一种储能设备，其特征在于，包括箱体、固定架、烟气处理装置、BMS系统以及至少两个电池组；

所述固定架设置于箱体内，至少两个电池组串联连接后固定在所述固定架上；

所述电池组包括固定组件、共享管路组件以及若干方形电池；

固定组件将若干方形电池固定连接为一个整体，且若干方形电池并联设置；

共享管路组件用于将若干方形电池内的内腔全部贯通，以使所述电池组中所有方形电池均处于同一个电解液体系下；

所述烟气处理装置与每个电池组上的所述共享管路组件连接，以使任一方形电池发生热失控时通过所述共享管路组件排出热失控烟气至所述烟气处理装置进行处理；

所述BMS系统用于管理所述至少两个电池组，包括BMS主机以及与所述电池组数量相同的BMS从机，所述BMS从机分别设置在所述电池组上，所述BMS主机分别与所有BMS从机通讯连接。
根据权利要求26所述的储能设备，其特征在于，所述电池组还设置有两个电连接件；其中一个电连接件与该电池组上若干方形电池的所有正极柱电连接，另一个电连接件与该电池组上若干方形电池的所有负极柱连接；一个电池组上与正极柱连接的电连接件和与之相邻的另一个电池组上与负极柱连接的电连接件连接，以使相邻两个电池组之间串联连接。
根据权利要求27所述的储能设备，其特征在于，所述电连接件包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与电池组上所有正极柱或负极柱电连接，所述第二连接部与相邻的另一电池组上所述电连接件的所述第二连接部电连接，以使相邻所述电池组串联连接。
根据权利要求28所述的储能设备，其特征在于，所述电连接件包括缓冲槽；所述缓冲槽设置在所述第一连接部靠近所述第二连接部的一侧。
根据权利要求26至29任一项所述的储能设备，其特征在于，所述共享管路组件包括注液管路；每个方形电池通过其自身的一个通道与所述注液管路连通；注液管路一端安装注液机构，另一端安装与所述烟气处理装置连接的泄爆机构；或者注液管路一端安装与所述烟气处理装置连接的泄爆机构，另一端封闭。
根据权利要求30所述的储能设备，其特征在于，所述注液管路包括若干汇流管和若干连接管，若干汇流管分别设置在每个方形电池壳体上，且每个汇流管沿所述方形电池壳体的厚度方向或宽度方向铺设；相邻两个方形电池上的所述汇流管均通过一个连接管连接。
根据权利要求26所述的储能设备，其特征在于，所述烟气处理装置为设置在箱体之外的用于对热失控烟气进行点燃处理的点火单元；或，烟气处理装置为设置在箱体内或箱体外用于对热失控烟气进行吸附处理的吸附单元；或，烟气处理装置为设置在箱体内或箱体外用于对热失控烟气进行冷却处理的冷却单元。
根据权利要求26所述的储能设备，其特征在于，所述烟气处理装置包括冷却单元和吸附单元；冷却单元和吸附单元设置在箱体内或箱体外；冷却单元的烟气输入端通过烟气通道与每个共享管路组件连通，冷却单元的烟气输出端与吸附单元连通。
根据权利要求26所述的储能设备，其特征在于，所述烟气处理装置为设置在箱体内或箱体外的冷却单元，以及设置在箱体外的点火单元；冷却单元的烟气输入端通过烟气通道与每个电池组上的共享管路组件连通，冷却单元的烟气输出端与点火单元连接。
根据权利要求26所述的储能设备，其特征在于，所述烟气处理装置为设置在箱体内或箱体外的吸附单元，以及设置在箱体外的点火单元，吸附单元的烟气输入端通过烟气通道与每个电池组上的共享管路组件连通，吸附单元的烟气输出端与点火单元连接。
根据权利要求26所述的储能设备，其特征在于，所述烟气处理装置包括冷却单元、吸附单元以及点火单元；所述冷却单元和吸附单元设置在箱体内或箱体外；所述点火单元设置在箱体外；冷却单元的烟气输入端通过烟气通道与每个电池组上的共享管路组件连通，冷却单元的烟气输出端与吸附单元的烟气入口端连接，吸附单元的烟气出口端与点火单元连接。