技术领域
[0001] 本申请属于能量储存技术领域,具体地,本申请涉及一种储能装置。
相关背景技术
[0002] 为了便于储能装置的移动与运输,逐渐出现了一种集装箱式储能装置。一般的集装箱式储能装置内设置有多个电池柜,每个电池柜内设有用于储能的电池包。而电池包在充放电过程中会产生大量的热量,为了给这些电池包降温,在该种集装箱式储能装置中配备了相应的散热装置。
[0003] 而传统的散热装置主要通过管路实现,但由于管路与电池包之间的接触面积有限,导致该散热装置对电池包的散热有很大的应用局限性,降低了所述集装箱式储能装置的散热效率。
具体实施方式
[0035] 现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。
[0036] 以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。
[0037] 对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
[0038] 在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
[0039] 应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0040] 参照图1和图2,本申请实施例提供了一种储能装置,所述储能装置具有长度、宽度和高度,所述储能装置包括:
[0041] 多个电芯组1和换热板2,在所述储能装置的高度方向上,多个所述电芯组1层叠设置,所述电芯组1包括多个沿所述储能装置长度方向延伸的电池串11,多个所述电池串11在所述储能装置的宽度方向上并排设置,并且相邻所述电池串11之间形成换热间隙;
[0042] 参见图2,所述换热板2沿所述储能装置的高度方向设置于所述换热间隙中,以同时对多个所述电芯组1进行换热。
[0043] 具体地,所述储能装置可以整体呈长方体状,所述储能装置的长度方向可以为图1中的X方向,所述储能装置的宽度方向可以为图1中的Y方向,所述储能装置的高度方向可以为图1中的Z方向,也就是所述储能装置所处的垂直方向。
[0044] 多个所述电芯组1在垂直方向层叠设置时,可以根据所述储能装置的高度空间灵活控制所述电芯组1的堆叠层数,在减少所述储能装置占地面积的基础上,提高所述储能装置的电池容量。
[0045] 而多个所述电芯组1中的换热间隙之间可以上下相对,以便于所述换热板2在垂直方向从所述储能装置的顶部延伸至所述储能装置的底部,在便于所述换热板2固定的基础上,提高所述换热板2与所述电芯组1之间的接触面积,保证所述储能装置的散热效率。
[0046] 在一种实施例中,所述电芯组1中的单体单芯外壳可达到防火、绝缘和承压的要求,以便于将该单体电芯的外壳充当防护壳体,实现单体电芯的大容量设置;而且多个单体电芯在堆叠后形成多个电芯组1层叠的结构,可以实现CTS(Cell To System)技术,无需电池PACK(电芯组装成组)的使用,提高了所述储能装置中的空间利用率。比如多个电芯组1可以直接层叠装配于20尺集装箱中,以提高所述储能装置的运输便捷性。
[0047] 本申请实施例提供的所述储能装置包括多个电芯组1和换热板2,在所述储能装置的高度方向上,多个所述电芯组1层叠设置,所述电芯组1包括多个沿所述储能装置长度方向延伸的电池串11,多个所述电池串11在所述储能装置的宽度方向上并排设置,并且相邻所述电池串11之间形成换热间隙;所述换热板2沿所述储能装置的高度方向设置于所述换热间隙中,在便于所述换热板2固定的基础上,提高所述换热板2与所述电芯组1之间的接触面积,保证了所述储能装置中的散热效率。
[0048] 可选地,参见图2,所述储能装置包括多个所述换热板2,多个所述换热板2在所述储能装置的宽度方向上并排设置于多个所述换热间隙中。
[0049] 具体地,每个所述电芯组1可以包括至少三个沿所述储能装置长度方向延伸的电池串11,使得每个所述电芯组1中相邻电池串11之间形成的换热间隙至少为两个;而所述换热板2的数量可以与每个所述电芯组1中形成的换热间隙的数量相匹配,使得多个所述换热板2在所述储能装置的宽度方向上并排设置于多个所述换热间隙中,每个所述换热板2夹设于相邻的所述电池串11之间,以提高所述换热板2对所述电芯组1的换热效果。
[0050] 在一种实施例中,所述换热板2可以为液冷板,在所述储能装置中的电芯组1的运行温度较高时,可以通过液冷板中的冷却液体与电芯组1之间进行换热,以保证所述储能装置中电芯组1运行的稳定性。
[0051] 可选地,参见图6,所述储能装置还包括连接板3,所述连接板3在所述储能装置的宽度方向上延伸并被配置为连通多个所述换热板2。
[0052] 具体地,多个所述换热板2在所述储能装置的宽度方向上并排设置于多个所述换热间隙中时,为了简化多个所述换热板2中换热介质的流通管路,可以通过所述连接板3在所述储能装置的宽度方向上延伸并连通多个所述换热板2中的换热流道,以便于多个所述换热板2中换热介质均从所述连接板3流入后分配至多个所述换热板2中的换热流道中,保证多个所述换热板2之间的流量均衡性。
[0053] 另外,多个所述换热板2在所述储能装置的宽度方向上并排设置于多个所述换热间隙中时,多个所述换热板2中的换热介质也可以单独流通,以便于每个所述换热板2中换热介质流量和温度和灵活控制。
[0054] 在一种实施例中,如图6所示,所述连接板3包括第一连接板31和第二连接板32,所述第一连接板31连通多个所述换热板2并具有第一接口33,所述第二连接板32连通多个所述换热板2并具有第二接口34;
[0055] 所述换热板2中的换热介质从所述第一接口33流入多个所述换热板2中的换热流道(如图6中带箭头的虚线所示),并在换热介质换热结束后从所述第二接口34流出所述换热板2中的换热流道(如图6中带箭头的虚线所示),以提高所述换热板2的结构集成度。
[0056] 另外,在多个所述换热板2并排设置于多个所述换热间隙中时,所述换热板2上换热介质的流通入口和流通出口均可以位于多个所述电芯组1层叠后的顶侧,使得所述第一连接板31和第二连接板32在设置于多个所述电芯组1层叠后的顶侧位置便可以实现多个所述换热板2中换热流道的连通。
[0057] 可选地,参见图6,所述换热板2包括多个换热子板21,所述换热子板21中设置有换热流道,多个换热子板21拼接后将相邻所述换热子板21中的换热流道连通。
[0058] 具体地,所述储能装置可以为大型的集装箱式储能装置,使得所述换热板2的尺寸也较大;为了便于所述换热板2的制备,可以先成型出多个尺寸相对小的换热子板21,将多个换热子板21拼接后形成大尺寸的换热板2,而相邻换热子板21中的换热流道可以通过管道22连通,以保证所述换热板2中换热介质流动的连续性。
[0059] 在一种实施例中,参见图6,每个换热板2包括四个换热子板21,四个换热子板21连续拼接后形成一个换热板2,左侧第一个换热子板21中通过虚线示意了换热子板21中的换热流道,每个换热子板21中的换热流道可以弯折延伸,以提高所述换热板2的换热效率。
[0060] 可选地,参见图3和图4a,所述电池串11包括多个电芯111,所述电芯111的顶部具有同侧引出的正极柱和负极柱,所述电芯组1包括多个连接片12,多个所述连接片12被配置为连接相邻所述电芯111的异性极柱。
[0061] 具体地,所述电池串11的多个电芯111中,相邻电芯111之间的正极柱和负极柱可以反向设置,使得相邻电芯111之间的异性极柱相对,便于相邻所述电芯111之间通过所述连接片12形成串联,进而实现所述电池串11中多个电芯111之间的依次串联,以及相邻所述电池串11之间的串联,提高所述电芯组1的输出电压。
[0062] 参见图3、图4b和图5a,所述电芯组1还包括隔板13,所述隔板13夹设于相邻所述电芯组1之间;
[0063] 所述隔板13包括多个在所述储能装置的宽度方向上并排设置的子隔板130,所述子隔板130与所述电池串11对应设置;
[0064] 所述子隔板130的顶侧设置有凸起131,所述电芯111的底部设置有凹槽112,所述凸起131与所述凹槽112嵌套配合,以对所述电芯111形成定位。
[0065] 具体地,所述隔板13可以为PE隔板或者PP隔板等绝缘隔板,所述隔板13在夹设于相邻所述电芯组1之间时,可以对相邻所述电芯组1形成物理绝缘,避免相邻所述电芯组1之间的电气干扰。
[0066] 所述隔板13可以包括多个在所述储能装置的宽度方向上并排设置的子隔板130,每个子隔板130与一个电池串11对应设置,由于所述电池串11包括多个单独的电芯111,该子隔板130顶部的凸起131可以与一个电池串11中的多个电芯111底部设置有凹槽112嵌套配合,以对一个电池串11中的多个电芯111形成限位,便于所述电芯组1中电池串11在垂直方向的堆叠。
[0067] 可选地,参见图5b,所述子隔板130的底侧设置有沿所述储能装置长度方向的第一通道132,所述连接片12与所述第一通道132嵌设配合。
[0068] 具体地,所述电池串11中多个电芯111之间通过所述连接片12依次串联时,一个电池串11的顶部会形成如图3所示的两排连接片12;而为了便于所述连接片12与所述子隔板130之间的位置匹配,所述子隔板130底部的两侧边缘可以形成如图5b所示的挡壁,该挡壁沿所述电池串11的长度方向延伸,而所述子隔板130底部的中间位置可以形成多个凸起,使得两侧挡壁和中间凸起之间分别形成两个第一通道132,以便于一个电池串11上的两排连接片12与两个第一通道132对应嵌设,在保证所述连接片12与相邻所述电芯111的异性极柱之间连接稳定性的基础上,提高所述电芯组1层叠设置的紧凑性。
[0069] 可选地,参见图3至图5b,所述储能装置还包括采样线4,所述采样线4与所述电芯111的正极柱和/或负极柱连接;
[0070] 所述子隔板130的底侧设置有沿所述储能装置长度方向的第二通道133,所述采样线4与所述第二通道133嵌设配合。
[0071] 具体地,所述采样线4在与所述电芯111的正极柱和负极柱连接后可以位于所述电芯111顶部的中间位置,以对所述电芯111的正极柱位置和负极柱位置的温度和电压进行采样,从而实时所述电芯组1的运行状况,保证所述电芯组1的使用安全。而所述储能装置中采样线4的数量可以为多个,每个采样线4与一个电池串11对应设置。
[0072] 而所述子隔板130底部的多个凸起可以沿所述子隔板130的长度方向形成两排,两排凸起之间形成所述第二通道133,所述采样线4与所述第二通道133嵌设配合,以保证所述采样线4与所述电芯111的正极柱和负极柱之间连接的稳定性;而为了便于所述采样线4与位于采样线4两侧的正极柱和负极柱连接,可以在同一排凸起中的相邻凸起之间形成第三通道134,第三通道134的设置可以形成所述采样线4与电芯正极柱和负极柱连接的直接通道,比如通过在第三通道134设置线缆来连接所述采样线4与所述电芯111的正极柱和负极柱。
[0073] 可选地,参见图5b,所述子隔板130的底侧设置有两个所述第一通道132和一个所述第二通道133,一个所述第二通道133位于两个所述第一通道132之间。
[0074] 具体地,所述采样线4可以设置于所述电芯111上的正极柱和负极柱之间,而所述电芯111上的两排连接片12可以分别对应所述电芯111上的正极柱和负极柱,使得所述采样线4位于两排连接片12之间,避免采样线4与连接片12之间相互干扰,充分利用了所述电芯111上部的空间。
[0075] 而一个所述第二通道133位于两个所述第一通道132之间时,一根采样线4与一个第二通道133嵌设配合,两排连接片12与两个第一通道132分别嵌设配合,可以提高所述电芯组1层叠设置的紧凑性。
[0076] 另外,参见图2,多个所述电芯组1在层叠设置后可以通过铜排7相互串联,也可以通过铜排7相互并联,或者通过铜排7形成串并联的连接形式;而多个所述电芯组1在层叠设置后可以形成一个总正端子5和一个总负端子6,总正端子5位于多个所述电芯组1中的底层电芯组1上,总负端子6位于多个所述电芯组1中的顶层电芯组1上。
[0077] 虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上例子仅是为了进行说明,而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本申请的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。