CN114678648A - 一种储能模组拘束结构、储能模组及组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种储能模组拘束结构、储能模组及组装方法，涉及储能装备技术领域，该拘束结构包括：托盘；进风隔板，安装于托盘，进风隔板具有进风通道；拘束组件，包括拘束侧板、导风隔板及束紧装置，进风隔板的两侧均设置有拘束侧板，拘束侧板限制出容纳腔，导风隔板设置于容纳腔，导风隔板将容纳腔分隔至少两个安装腔，安装腔用于放置电池，拘束侧板和导风隔板通过束紧装置束紧；出风隔板，与拘束侧板的上端连接。本发明实施例的储能模组拘束结构通过束紧装置慢慢将电池束紧，代替了传统的通过钢圈束紧的方式，降低了电池模组的组装及拆装难度，有效提高了储能模组的生产效率，有利于提高电池模组的产能。

Description

一种储能模组拘束结构、储能模组及组装方法
技术领域
本发明涉及储能装备技术领域，特别是涉及一种储能模组拘束结构、储能模组及组装方法。
背景技术
在新能源行业指数持续增长的大背景下，电化学储能***技术也日趋成熟。在采用磷酸铁锂电池作为储电单元时，在经过多次充、放电循环后，磷酸铁锂电池会产生由内到外的膨胀力，如果不利用外部结构件对电池施加300±20kgf的初始夹紧力，电池鼓包会导致电池容量的过早衰减，甚至出现电池导电不良或漏液等问题。
而目前市面上的电池模组箱均是采用钢圈结构的拘束方法，存在组装及拆装不方便、效率低下、成本较高的问题，阻碍了电池模组箱在电化学储能项目上的推广应用。
当前行业上电池模组采用的是钢圈拘束的方案，即在利用拘束工装给电池模组施加300±20kgf的初始夹紧力后，人工将两条钢圈分别由自上而下、自下而上敲进模组，通过模组端板上的台阶进行卡位固定。这种模组及组装方法对模组结构件的加工精度要求较高，特别是钢圈的内宽及边角圆弧的精度，尺寸过大容易出现安装后夹紧力不够而导致模组松垮，尺寸过小容易导致无法敲进模组；而人工敲击钢圈的组装方法对操作人员的熟练度要求较高，此组装方法的安装效率低下，导致电池模组成为储能***设备产能的瓶颈之一。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种储能模组拘束结构，能够降低电池模组的组装及拆装难度。
本发明还提出一种储能模组。
本发明还提出一种拘束结构组装方法。
本发明的一方面实施例的储能模组拘束结构，包括：托盘；进风隔板，安装于所述托盘，所述进风隔板具有进风通道；拘束组件，包括拘束侧板、导风隔板及束紧装置，所述拘束侧板具有两块且间隔设置于所述进风隔板上，所述拘束侧板限制出容纳腔，所述导风隔板设置于所述容纳腔，所述导风隔板将所述容纳腔分隔至少两个安装腔，所述安装腔用于放置电池，所述拘束侧板和所述导风隔板通过所述束紧装置束紧；出风隔板，与所述拘束侧板的上端连接。
一些实施例中，所述束紧装置包括拘束螺杆和轴套，所述拘束侧板和所述导风隔板均连接有所述轴套，所述轴套设置有与所述拘束螺杆配合的螺纹孔，所述拘束螺杆与所述轴套螺纹连接。
一些实施例中，所述进风隔板包括基体和若干筋条部件，所述基体的一侧具有进风口，若干所述筋条部件间隔设置于所述基体，若干所述筋条部件将所述基体分隔为若干所述进风通道。
一些实施例中，所述基体包括基板，沿所述进风通道的延伸方向，所述基板的高度逐渐升高。
一些实施例中，所述托盘具有防呆装置，所述防呆装置与所述基板的底部配合。
一些实施例中，所述导风隔板设置间隔设置有多个凸起结构，相邻两个所述凸起结构限制出导风槽，所述导风槽与所述进风通道连通。
一些实施例中，所述导风隔板还设置有固定结构，所述固定结构用于与电池配合安装。
一些实施例中，还包括定位螺杆，所述拘束侧板及所述进风隔板均设置有供所述定位螺杆穿设的通孔，所述托盘设置有与所述定位螺杆配合连接的压铆螺母结构。
一些实施例中，所述拘束侧板对应正极铝排和负极铝排的位置均设置有嵌套螺母。
本发明另一方面实施例的储能模组，具有如上所述的储能模组拘束结构。
本发明又一方面实施例的拘束结构组装方法，包括如下步骤：安装托盘；在托盘上放入进风隔板；将若干个电池放置在进风隔板上对应的支撑结构上；安装导风隔板，利用导风隔板为电池提供限位；安装拘束侧板；将拘束螺杆穿设于拘束侧板和导风隔板的轴套中，为电池提供夹紧力。
本发明实施例的储能模组拘束结构，至少具有如下有益效果：本发明实施例中，电池放置于拘束侧板和导风隔板限制出的安装腔内，然后通过束紧装置将拘束侧板和导风隔板束紧，从而使电池被拘束侧板和导风隔板夹紧。本发明实施例的储能模组拘束结构通过束紧装置慢慢将电池束紧，代替了传统的通过钢圈束紧的方式，降低了电池模组的组装及拆装难度，有效提高了储能模组的生产效率，有利于提高电池模组的产能。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
图1为现有的储能模组拘束结构示意图；
图2为本发明一方面实施例的储能模组拘束结构的结构示意图；
图3为本发明一方面实施例的储能模组拘束结构的***示意图；
图4为本发明一方面实施例的储能模组拘束结构中局部配合示意图；
图5为本发明一方面实施例的储能模组拘束结构中托盘的结构示意图；
图6为本发明一方面实施例的储能模组拘束结构中进风隔板的结构示意图；
图7为本发明一方面实施例的储能模组拘束结构中拘束侧板的结构示意图；
图8为本发明一方面实施例的储能模组拘束结构中导风隔板的结构示意图；
图9为与本发明另一方面实施例的储能模组的其中一种实施例的铝排布置示意图；
图10为本发明又一方面实施例的拘束结构组装方法的流程示意图。
附图标记：
端板1，底板2，侧板3，钢圈4，电池5，铝排6，并联铝排6a，串联铝排6b，负极铝排6c，正极铝排6d，托盘10，提手结构110，压铆螺母结构130，防呆装置140，进风隔板20，基体21，基板211，限位槽210，筋条部件22，支撑柱221，进风通道230，拘束侧板31，加强筋314，嵌套螺母315，导风隔板32，固定结构321，凸起结构322，导风槽323，轴套331，拘束螺杆332，出风隔板40，第一固定孔410，定位螺杆51，通孔100，第二固定孔200，进风口300。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例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例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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发明和简化描述，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发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。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例或示例。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例或示例中以合适的方式结合。
参见如图1所示，当前行业上电池模组采用的是钢圈拘束的方案，电池模组包括端板1、底板2、侧板3、钢圈4及电池5。钢圈拘束方案即在利用拘束工装给电池模组施加一定的初始夹紧力(如300±20kgf)后，人工将两条钢圈4分别由自上而下、自下而上敲进模组，通过模组端板1上的台阶进行卡位固定。
这种模组及组装方法对模组结构件的加工精度要求较高，特别是对钢圈4的内宽及边角圆弧的精度要求高：钢圈4的内宽及边角圆弧的尺寸过大容易导致安装后夹紧力不够而出现模组松垮现象，尺寸过小容易导致钢圈4无法敲进模组。而人工敲击钢圈4的组装方法对操作人员的熟练度要求较高，此组装方法的安装效率低下，导致电池模组成为储能***设备产能的瓶颈之一。此外，紧贴着电池5的金属钢圈4易对电池5表面绝缘用的蓝膜造成磨损，导致电池模组绝缘耐压测试不合格，造成物料浪费。
鉴于此，本发明提出一种储能模组拘束机构、一种储能模组和一种拘束结构组装方法。
参见图2至图9所示，本发明一方面实施例公开了一种储能模组拘束结构，该拘束结构包括托盘10、进风隔板20、拘束组件及出风隔板40。
具体的，进风隔板20安装于托盘10，进风隔板20具有进风通道230；拘束组件包括拘束侧板31、导风隔板32及束紧装置，进风隔板20的两侧均设置有拘束侧板31，拘束侧板31具有两块且间隔设置于进风隔板20上，拘束侧板31限制出容纳腔，导风隔板32设置于容纳腔，导风隔板32将容纳腔分隔至少两个安装腔，安装腔用于放置电池5，拘束侧板31和导风隔板32通过束紧装置束紧；出风隔板40与拘束侧板31的上端连接。
本发明实施例中，电池5放置于拘束侧板31和导风隔板32限制出的安装腔内，然后通过束紧装置使拘束侧板31和导风隔板32束紧，从而使电池5被拘束侧板31和导风隔板32夹紧，实现储能模组的组装。
本发明实施例的储能模组拘束结构通过束紧装置慢慢将电池5束紧，代替了传统的通过钢圈束紧的方式，降低了电池模组的组装及拆装难度，有效提高了储能模组的生产效率，有利于提高电池模组的产能。
本实施例中，参见图1和图2所示，托盘10设置有提手结构110，以供搬运模组使用。出风隔板40设置有第一固定孔410，拘束侧板31的顶端设置有与第一固定孔410配合连接的第二固定孔200，第一固定孔410和第二固定孔200通过连接件固定连接。其中，出风隔板40靠近电池5的一侧设置有筋条结构(图中未示出)，以提高出风隔板40的结构强度。
一些实施例中，参见图3和图4所示，束紧装置包括拘束螺杆332和轴套331，拘束侧板31和导风隔板32均连接有轴套331，轴套331设置有与拘束螺杆332配合的螺纹孔，拘束螺杆332与轴套331螺纹连接。具体的，拘束侧板31靠近电池5的一侧设置有轴套331，导风隔板32的两侧均设置有轴套331，拘束侧板31的轴套331安装位置与导风隔板32中的轴套331安装位置相对应，以使拘束螺杆332能够将拘束侧板31和导风隔板32串联连接。
组装时，将电池5放置于安装腔中并使拘束侧板31的轴套331和导风隔板32的轴套331对齐，然后将拘束螺杆332穿设于拘束侧板31和导风隔板32的轴套331。随着拘束螺杆332的转动，拘束侧板31和导风隔板32逐渐被拘束螺杆332收紧固定。
其中，拘束螺杆332和轴套不与电池5表面绝缘层(如蓝膜)直接接触，有效避免了储能模组拘束结构对电池5造成的磨损。
拘束侧板31和导风隔板32可分隔出多个安装腔，以达到同时组装多组电池5的目的。应当理解，导风隔板32的数量可以根据电池5的实际需要设置为三个、四个、五个或更多。
应当指出，当一块拘束侧板31设置有多个安装腔来放置电池5时，相邻两个安装腔之间也设置有轴套331装置，以保证电池5受力均衡。
一些实施例中，参见图4和图6所示，进风隔板20包括基体21和若干筋条部件22，基体21的一侧具有进风口300，若干筋条部件22间隔设置于基体21，若干筋条部件22将基体21分隔为若干进风通道230。具体的，筋条部件22能够为电池5组件提供支撑。基体21的一侧设置有进风口300，使的外部的冷却空气能够从进风口300进入到电池模组的内部，从而保证电池模组的散热效果。其中，若干指的是一个或多个。
本实施例中，参见如图6所示，筋条部件22上还设置有支撑柱221，不仅能提高筋条部件22的结构强度，同时还可以增大对电池5的支撑面积。
一些实施例中，请继续参见如图6所示，基体21包括基板211，沿进风通道230的延伸方向，基板211的高度逐渐升高，从而使基板211形成斜坡结构，使得从进风口300流入到进风通道230的冷却风能够均匀流向各个电池5表面，有利于电池模组均匀散热。
本实施例中，参见图3和图6所示，进风隔板20与导风隔板32抵接的一侧还设置有限位槽210，限位槽210与导风隔板32配合。组装时，导风隔板32卡入限位槽210。
一些实施例中，托盘10具有防呆装置140，防呆装置140与基板211的底部配合，以确保进风隔板20正确安装在托盘10上。具体到本实施例中，参见如图5所示，防呆装置140包括限位柱，限位柱设置于托盘10远离进风口300的一端。而进风隔板20的基板211的高度由进风口300的一端逐渐升高，基板211的底部也形成有斜坡结构，限位柱的高度与该处的斜坡高度相匹配，从而确保了进风隔板20的正确安装。
一些实施例中，参见如图8所示，导风隔板32设置间隔设置有多个凸起结构322，相邻两个凸起结构322限制出导风槽323，导风槽323与进风通道230连通。组装时，电池5与凸起结构322相抵。导风槽323与进风通道230连通，使得进风通道230中的冷却风能够均匀流向电池5外表面，提高电池模组的扇热能力。此外，凸起结构322的设置，也能够提高导风隔板32竖直方向的结构强度。
一些实施例中，导风隔板32还设置有固定结构321，固定结构321用于与电池5配合安装。具体的，固定结构321与电池5的四角匹配，起到支撑电池5的作用。
一些实施例中，拘束侧板31与电池5配合的一侧也设置有凸起结构322及固定结构321，拘束侧板31设置有导风槽323，如图7所示。
一些实施例中，参见图3至图5所示，该储能模组拘束结构还包括定位螺杆51，拘束侧板31及进风隔板20均设置有供定位螺杆51穿设的通孔100，托盘10设置有与定位螺杆51配合连接的压铆螺母结构130。其中，定位螺杆51的一端具有螺帽，定位螺杆51的另一端穿设于通孔100并与设置于托盘10的压铆螺母结构130配合连接，以使托盘10、进风隔板20与拘束侧板31束紧。
一些实施例中，参见如图2所示，拘束侧板31对应正极铝排6和负极铝排6的位置均设置有嵌套螺母315。两个嵌套螺母315分别用于固接正极铝排6和负极铝排6，能够避免外部电气连接时出现铝排6扭转变形的情况。
本实施例中，参见图2和图3所示，拘束侧板31的外侧设置有纵横交错的加强筋314，以提高拘束侧板31的结构强度。
应当指出，本发明实施例中，进风隔板20、导风隔板32、拘束侧板31及出风隔板40为高强度塑料件。金属材质的拘束螺杆332及定位螺杆51均被绝缘材料的拘束侧板31及导风隔板32所包裹，确保电池5外表面不与金属材料的零件相接触，避免了金属材料磨损电池5外表面的蓝膜而导致电池绝缘耐压性能降低的情况。
本发明另一方面实施例公开了一种储能模组，具有如上所述的储能模组拘束结构，还包括储能单元和铝排6。
一些实施例中，储能模组具有多个储能单元，储能单元为电池5，电池5安装于储能模组拘束结构的安装腔内；铝排包括并联铝排6a、串联铝排6b、负极铝排6c及正极铝排6d。其中，正极铝排6d、负极铝排6c设计有用于与外部电气固接的φ9连接孔；串联铝排6b和并联铝排6a上设计有与电池极柱相对应的φ3连接孔，用于激光焊接时确认同心度。铝排选用与电池极柱相同的材料牌号，确保激光焊接时不会因为杂质出现炸火问题。
利用如上所述的储能模组拘束结构进行储能模组组装，能够有效提高储能模组的组装效率，提高储能模组的产能。
应当指出，储能模组具有如上所述的储能模组拘束结构，具有如上所述的储能模组拘束结构的所有技术效果，在此不再赘述。
参见如图10所示，本发明又一方面实施例公开了一种拘束结构组装方法，包括如下步骤：安装托盘10；在托盘10上放入进风隔板20；将若干个电池5放置在进风隔板20上对应的支撑结构上；安装导风隔板32，利用导风隔板32为电池5提供限位；安装拘束侧板31；将拘束螺杆332穿设于拘束侧板31和导风隔板32的轴套331中，为电池5提供夹紧力。
该组装方法中，拘束侧板31通过束紧装置与导风隔板32固接，取代现有技术的钢圈拘束方案，可省去拘束工装以及对应的拘束工艺步骤，降低了组装及拆装的难度，提高了便利性及生产效率。
下面参考图1至图10以一个具体的实施例详细描述根据本发明实施例的拘束结构组装方法。应当理解，下述描述仅是示例性说明，而不是对本发明的具体限制。
本发明实施例的拘束结构组装方法，包括如下步骤：
1、在作业平台的装配工装上安装托盘10；
2、在托盘10上放入进风隔板20；
3、将若干个电池按正、负极有序并排放置在进风隔板20上对应的筋条部件22上，筋条部件22对电池起到支撑作用；
4、在放置电池的同时安装导风隔板32，导风隔板32的间隔与电池宽度设计为同样的尺寸规格，给电池放置提供限位；
5、安装拘束侧板31，拘束侧板31的间隔与电池宽度设计为同样的尺寸规格，给电池提供限位；
6、安装拘束螺杆，将拘束侧板31与电池、导风隔板32以10.0N.m±1.0N.m的扭矩进行固接，给电池提供300±20kgf的夹紧力；
7、安装定位螺杆51，将拘束侧板31与托盘10以5.0N.m±1.0N.m的扭矩固接；
8、装配铝排，用串、并联铝排将若干个电池串联起来，并通过正极、负极铝排将电池接口引至储能模组外部；
9、正负极及串并联铝排均是通过激光焊接的工艺与电池极柱固定连接；
10、安装出风隔板40，通过十字槽凹穴六角头组合螺栓以1.0N.m±0.2N.m的扭矩将出风隔板40与拘束侧板31固接；
11、按照测试要求用绝缘耐压测试仪对电池模组进行绝缘耐压测试，其中绝缘测试标准为DC1000V，电阻值≥200MΩ为合格；耐压测试标准为DC3100V，漏电流值≤1mA，无击穿或闪络现象为合格。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.一种储能模组拘束结构，其特征在于，包括：
托盘；
进风隔板，安装于所述托盘，所述进风隔板具有进风通道；
拘束组件，包括拘束侧板、导风隔板及束紧装置，所述拘束侧板具有两块且间隔设置于所述进风隔板上，所述拘束侧板限制出容纳腔，所述导风隔板设置于所述容纳腔，所述导风隔板将所述容纳腔分隔至少两个安装腔，所述安装腔用于放置电池，所述拘束侧板和所述导风隔板通过所述束紧装置束紧；
出风隔板，与所述拘束侧板的上端连接。
2.根据权利要求1所述的储能模组拘束结构，其特征在于，所述束紧装置包括拘束螺杆和轴套，所述拘束侧板和所述导风隔板均连接有所述轴套，所述轴套设置有与所述拘束螺杆配合的螺纹孔，所述拘束螺杆与所述轴套螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的储能模组拘束结构，其特征在于，所述进风隔板包括基体和若干筋条部件，所述基体的一侧具有进风口，若干所述筋条部件间隔设置于所述基体，若干所述筋条部件将所述基体分隔为若干所述进风通道。
4.根据权利要求3所述的储能模组拘束结构，其特征在于，所述基体包括基板，沿所述进风通道的延伸方向，所述基板的高度逐渐升高。
5.根据权利要求4所述的储能模组拘束结构，其特征在于，所述托盘具有防呆装置，所述防呆装置与所述基板的底部配合。
6.根据权利要求1所述的储能模组拘束结构，其特征在于，所述导风隔板设置间隔设置有多个凸起结构，相邻两个所述凸起结构限制出导风槽，所述导风槽与所述进风通道连通。
7.根据权利要求6所述的储能模组拘束结构，其特征在于，所述导风隔板还设置有固定结构，所述固定结构用于与电池配合安装。
8.根据权利要求1所述的储能模组拘束结构，其特征在于，还包括定位螺杆，所述拘束侧板及所述进风隔板均设置有供所述定位螺杆穿设的通孔，所述托盘设置有与所述定位螺杆配合连接的压铆螺母结构。
9.一种储能模组，其特征在于，具有如权利要求1至8任一项所述的储能模组拘束结构。
10.一种拘束结构组装方法，其特征在于，包括如下步骤：
安装托盘；
在托盘上放入进风隔板；
将若干个电池放置在进风隔板上对应的支撑结构上；
安装导风隔板，利用导风隔板为电池提供限位；
安装拘束侧板；
将拘束螺杆穿设于拘束侧板和导风隔板的轴套中，为电池提供夹紧力。
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