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储能电源实质审查 发明

技术领域

[0001] 本申请涉及储能技术领域,特别是涉及一种储能电源。

相关背景技术

[0002] 现有的储能电源产品,先通过两个固定支架将若干电芯固定成一个电池模组后再固定于储能电源的壳体上,这种结构的储能电源整体体积及重量较大,相应的其电芯的防
爆阀与储能电源的内部直接连通。

具体实施方式

[0032] 下面详细描述本申请的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参
考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
[0033] 在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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申请和简化描述,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申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于
描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在
本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
[0034] 在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可
以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间
接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术
人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0035] 在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它
们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特
征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在
第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示
第一特征水平高度小于第二特征。
[0036] 下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并
且目的不在于限制本申请。此外,本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,
这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的
关系。此外,本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以
意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
[0037] 本申请提供一种无模组储能电源100,其产品结构摒弃了传统的电池模组层级,直接将电芯30集成到储能电源100的壳体或框架中,旨在提高储能系统的能量密度、减轻重
量、降低成本,并简化储能电源100的制造和组装过程。
[0038] 防爆阀31是电芯30的一种安全装置,用于在电芯30内部产生过度压力时及时打开并释放内部压力,从而避免电芯30在过度充电、外力碰撞或过热等情况下发生爆炸。
[0039] 本申请的无模组储能电源100,由于电芯30的底部与壳体紧密连接,这限制了防爆阀31的泄压空间,增加了安全隐患。如果防爆阀31在需要释放压力时没有足够的空间进行
有效的泄压,内部的高压气体或液体可能会积聚在储能电源100内部,增加电池短路、漏液
甚至爆炸的风险。
[0040] 有鉴于此,请参阅图1、图2、图3、图4和图5,本申请实施方式提供了一种储能电源100。储能电源100包括外壳10和盖板20。外壳10内部形成容纳腔40,容纳腔40固定有若干电
芯30,外壳10具有安装壁50,安装壁50形成有通孔51,通孔51与容纳腔40外部相连通。盖板
20盖设于安装壁50远离容纳腔40的一侧,盖板20与外壳10形成一容置空间60,电芯30的防
爆阀31通过通孔51连通容置空间60。
[0041] 如此,容置空间60确保在电芯30的防爆阀31需要释放压力时,有足够的空间供气体或液体膨胀并排出,有效解决无模组储能电源100结构中防爆阀31泄露的安全问题,提高
储能电源100的整体安全性和可靠性。
[0042] 具体地,储能电源100包括外壳10和盖板20。
[0043] 请结合图4,外壳10内部形成容纳电芯30的容纳腔40,为电芯30提供了一个稳定、安全的存放环境。外壳10内还设有多个支柱52,起支撑作用,保护外壳内部的电芯30和其他
电子器件避免因挤压而发生损坏。
[0044] 外壳10具有安装壁50,安装壁50形成有通孔51。通孔51设计用于电芯30与外部设备的连接。
[0045] 盖板20盖设于安装壁50远离容纳腔40的一侧,将安装壁50与外部隔绝,从而有效地防止了水、灰尘等外部物质通过安装壁50进入外壳10内部,保护了电芯30和其他内部元
件免受污染和损害。
[0046] 外壳10和盖板20的材料为塑胶,塑胶具有低密度、高强度、良好的绝缘性,有助于保障电芯30的安全。
[0047] 请参阅图1和图5,电芯30包括防爆阀31,安装壁50与盖板20形成有容置空间60,防爆阀31通过通孔51与容置空间60连通。
[0048] 容置空间60为由安装壁50和盖板20共同围成的空间,用于确保在防爆阀31需要释放压力时有足够的空间供气体或液体膨胀并排出。防爆阀31被安装在电芯30上,通过通孔
51与容置空间60相连通。当电芯30内部压力超过设定值时,防爆阀31会自动开启或破裂,允
许内部气体或液体迅速排出,从而降低电芯30内部的压力,防止电芯30爆炸。
[0049] 在某些实施方式中,容置空间60还设置有连通容纳腔40或者外壳10外部的泄压通道。
[0050] 为了进一步确保安全,容置空间60还设置有连通容纳腔40或外壳10外部的泄压通道。这个通道允许在防爆阀31释放压力后,容置空间60内的气体或液体能够顺利地排出到
外部环境中,避免在容置空间60内积聚并产生潜在的危险。
[0051] 在某些实施方式中,安装壁50位于容纳腔40的一侧形成有固定电芯30的固定结构,通孔51形成于固定结构。
[0052] 具体地,在整个储能电源100的运输和使用过程中,可能会遇到各种振动、冲击等外部因素,如果内部元件特别是电芯30没有得到妥善的固定,就很容易发生松动或移位,从
而影响设备的正常工作和性能。对此,通过设计合理的固定结构,并将内部元件与外壳10紧
密结合,可以有效地防止这种情况的发生。
[0053] 安装壁50位于容纳腔40的一侧,为外壳10的外部边缘,其上设计有特定的固定结构用于固定电芯30。固定结构可以为安装壁50上开设的具有一定形状和尺寸的凹槽或孔
洞。
[0054] 在某些实施方式中,电芯30的电极通过通孔51与容置空间60连通,容置空间60设置有汇流排,汇流排与电芯30的电极电性连接。
[0055] 具体地,请结合图6和图7,电芯30可以为圆柱形电芯。电芯30包括本体31、第一极柱32和第二极柱33。第一极柱32和第二极柱33分别设在本体31长度方向的两端。电芯30可
以呈竖直地放置在容纳腔40内,其竖直方向对应其本体21长度方向。
[0056] 汇流排是一种金属条或板,用于收集和分配电流。汇流排材料可以为铜、铝、镍或合金材料。在汇流排通过工作治具固定至正确的位置后,可以通过激光焊接将汇流排与电
芯30的第一极柱32或第二极柱33焊接在一起。可以理解,也可以通过绞合或紧压等其他连
接方式实现汇流排与电芯30极柱的电连接。
[0057] 汇流排将多个电芯30的电极连接起来,形成一个整体的电流传输网络。这样可以确保电流能够均匀地流经每个电芯30,提高电池模组的整体性能和安全性。
[0058] 采集板是一种专门设计用于采集电芯30状态信息的电路板,通过高精度的传感器或测量电路,采集电芯30的电压、电流和温度等模拟信号,并将其转换为数字信号以便后续
处理。通过实时监测和采集电芯30的状态信息,可以准确地掌握电芯30的工作状态,及时采
取相应的控制措施,从而避免电芯30过充、过放、过热等潜在的安全风险,提高电芯30的使
用寿命和性能表现。
[0059] 可以通过螺丝将第一采集板63固定至第一汇流排61上对应的位置,并将第二采集板64固定至第二汇流排62上对应的位置。完成对采集板的固定后,可以通过激光焊接等电
连接的方式将第一采集板63的镍带和第一汇流排61连接,从而实现第一采集板63与第一汇
流排61电连接。可以通过采集组件来采集电芯30的状态信息。电芯30的状态信息可以包括
各个电芯30的电压、电流和温度等信息。
[0060] 盖板20和外壳10的外侧壁之间设置密封圈70,以加强密封效果,进而使汇流排与外界水汽隔绝。
[0061] 请参阅图7,在某些实施方式中,固定结构为容纳槽81,电芯30一端插设于容纳槽81,容纳槽81底部设置通孔51。
[0062] 具体地,容纳槽81为安装壁50上开设的具有一定形状和尺寸的凹槽。电芯30以插设的形式固定在容纳槽81。容纳槽81底部设置有通孔51。容纳槽81固定电芯30的一端,且第
一极柱32通过通孔51与外部连通。
[0063] 在某些实施方式中,储能电源100还包括固定支架82,固定支架82连接于容纳腔40侧壁以将电芯30的一端固定于固定结构。
[0064] 固定支架82与容纳腔40侧壁连接,固定电芯30的另一端,用于将电芯30固定于容纳槽81。如此,容纳槽81与固定支架82能固定住电芯30的两端,从而在储能电源100受到振
动等外部干扰时,避免电芯30弯折,或避免电芯30被甩出。
[0065] 在某些实施方式中,储能电源100还包括逆变器,逆变器固定于所述固定支架82。
[0066] 具体地,逆变器是储能电源100中的核心部件之一,逆变器负责将电芯30输出的直流电能转换成交流电能。逆变器的性能直接影响到储能电源100的输出质量和使用效率,因
此在设计和选择上优先考虑具有高转换效率、高稳定性和较好散热性能的逆变器。逆变器
被固定在固定支架82上,以确保逆变器在储能电源100内的稳定位置,并便于散热和维护。
[0067] 无模组储能电源100将电芯30直接固定在外壳10壳体上导致了电芯30的部分或全部外露,使得电芯30的密封性面临挑战。如果密封不良或密封件老化损坏,水等外部物质可
能通过拆件接口渗入壳体内部,导致电芯30短路、腐蚀等问题。电芯30外露部分更容易成为
水渗入的通道。
[0068] 针对上述问题,在某些实施方式中,盖板20与安装壁50的其中一者的周缘形成有凹槽,另一者的周缘形成有凸起,凸起插设于凹槽。
[0069] 具体地,盖板20与安装壁50的其中一者的周缘形成有凹槽,另一者的周缘形成有凸起,凸起插设于凹槽,插设可以有以下两种形式:
[0070] 请结合图8,盖板20周缘形成凹槽、安装壁50周缘形成凸起可以更能提供稳定的支撑和固定效果。请结合图9,盖板20周缘形成凸起、安装壁50周缘形成凹槽可以更方便拆卸
盖板20。无论是哪种情况,只要凸起和凹槽的设计合理且配合紧密,都可以实现良好的密封
效果。
[0071] 如此,盖板20与安装壁50的其中一者凸起插设另一者的凹槽中的设计实现了盖板20与外壳10之间的紧密配合,有效防止了水和其他外部物质通过接缝处渗入壳体内部。
[0072] 在某些实施方式中,凹槽内填充有粘胶。
[0073] 具体地,地面可能会有积水或者出现湿地面的情况,水分可能会从凹槽与凸起插设处的空隙进入,对此,可以在凹槽内填充有粘胶,粘胶一方面可以粘接盖板20与外壳10,
另一方面还可以起到防水的功能。
[0074] 采用粘胶的材料应考虑优异的防水、防潮、耐腐蚀、绝缘等性能,可以为聚氨酯胶或丙烯酸酯胶。聚氨酯胶是一种常用的粘胶,它具有良好的粘接性能和耐水性。聚氨酯胶的
分子结构中含有大量的氨基甲酸酯键,这种键的存在使得聚氨酯胶具有较高的内聚力和粘
附力,能够牢固地粘接各种材料,包括金属、塑料、橡胶等。同时,聚氨酯胶还具有良好的耐
水性和耐候性,能够在潮湿或恶劣的环境中长期保持粘接效果。丙烯酸酯胶同样具有优异
的粘接性能和防水功能。丙烯酸酯胶的分子结构中含有大量的丙烯酸酯基团,这种基团的
存在使得丙烯酸酯胶具有较高的反应活性和粘附力,能够快速固化并与被粘物表面形成牢
固的化学键。此外,丙烯酸酯胶还具有良好的耐水性和耐化学介质性,能够在水中或各种化
学介质中保持稳定的粘接效果。
[0075] 在某些实施方式中,凹槽内放置有弹性密封件,凸起与弹性密封件抵持。
[0076] 具体地,弹性密封件的主要功能是提供密封效果,防止水、灰尘等外部物质通过缝隙进入壳体内部,从而保护内部电芯30和其他元件免受污染和损害。
[0077] 弹性密封件被放置凹槽内,与凹槽的壁面紧密贴合。这种设计确保了密封件与外壳10之间的无间隙连接,从而提高了密封的可靠性。
[0078] 凸起与弹性密封件抵持,当凹槽与凸起部分配合时,凸起部分会挤压凹槽内的弹性密封件,使其进一步变形并紧密填充在凹槽与凸起之间的微小缝隙中。这种抵持作用不
仅增强了密封效果,还提高了连接的稳固性。
[0079] 弹性密封件可以采用具有良好弹性和耐老化性能的材料制成,例如橡胶、硅胶等。这些材料能够在长时间使用过程中保持稳定的性能,不易老化和硬化。
[0080] 在某些实施方式中,安装壁50设置于外壳10的底部。
[0081] 安装壁50位于外壳10底部,为电芯30或其他安装部件提供了稳固的支撑。这种设计有助于确保电芯30在工作过程中的稳定性,减少因振动或冲击而导致的损坏风险。
[0082] 底部设置安装壁50,一方面盖板20与外壳10形成的接缝不易被看到,另一方面产品整体的重力作用可以令盖板20与外壳10接合的更稳固。
[0083] 底部设置安装壁50还可以涉及散热设计。如果电芯30在工作过程中会产生大量热量,外壳10底部可以设计为带有散热片、散热孔或与其他散热系统相连的结构,以有效地将
热量散发到外部环境中。
[0084] 在某些实施方式中,安装壁50或盖板20中的一者设置有支撑结构,支撑结构抵接于安装壁或盖板中的另一者。
[0085] 在电池模组中,盖板20是一块较大的塑胶板,仅通过盖板20的四周进行固定,可能存在中部塌陷或拱起的可能性,这会影响储能电源100结构的整体稳定性和密封性。针对这
个问题,可以在安装壁50或盖板20中的一者上设置支撑结构,以确保盖板20的平整度和稳
定性。
[0086] 支撑结构安装在安装壁50或盖板20上,以确保安装壁50和盖板20能够紧密地抵接在一起。在安装壁50上设置支撑结构时,需要确保支撑结构不会与电芯30或其他内部组件
发生干涉。选择在盖板20上设置支撑结构时,支撑结构应设计为与安装壁50上的对应部分
相匹配,以便在组装时能够紧密贴合。支撑结构可以设计为多个点状支撑、柱状支撑或网状
支撑,以分散并支撑盖板20的重量。
[0087] 在某些实施方式中,支撑结构为凸柱91,安装壁50或盖板20中的一者设置有凸柱91,安装壁50或盖板30中的另一者设置有点胶槽92,点胶槽92注入粘胶,凸柱91插设于点胶
槽92。
[0088] 请参阅图10和图11,在此实施方式中,通过在盖板20上均布设置凸柱91,在安装壁50上均布设置与凸柱91配合的点胶槽92。一方面,凸柱91和点胶槽92互相抵接可以形成一
个支撑作用,避免盖板20产生坍陷压到汇流排或者引起盖板20变形影响外观。另一方面,点
胶槽92内注入粘胶,粘胶可以对凸柱91与点胶槽92形成粘接,更好地实现盖板20与安装壁
50的连接。
[0089] 在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的
具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书
中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特
征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
[0090] 尽管已经示出和描述了本申请的实施方式,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变
型,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

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