发明内容
有鉴于此,本发明的一个目的在于提供一种储能模组和用电设备,以解决现有技术中存在储能模组的散热效率低的技术问题。
第一方面,本申请提供一种储能模组,包括多个储能装置和汇流巴片。每一所述储能装置包括端盖部件和穿设于所述端盖部件的极柱。所述汇流巴片包括多片汇流件,多片所述汇流件沿所述汇流巴片的厚度方向堆叠设置,每一所述汇流件包括沿所述汇流巴片的长度方向依次连接的第一连接部,散热部和第二连接部,所述第一连接部和所述第二连接部分别连接相邻两个所述储能装置的极柱,多片所述汇流件中的任意相邻的两个所述散热部之间合围形成有多个散热通孔。
本申请基于设计多片汇流件中的任意相邻的两个散热部合围形成有多个散热通孔,增大了散热部的散热面积,从而汇流巴片的散热部能够将储能装置产生的热量快速带走并消散,进而提高储能模组的散热性能,避免汇流巴片长时间高温而强度下降,可能因意外振动或晃动导致汇流巴片与极柱的连接失效,提升储能模组的安全性能和使用寿命;另一方面,散热通孔的设计提高了汇流巴片在散热部的机械缓冲性能;再一方面,避免金属制的汇流巴片因持续高温而电阻增大,提高了电能传导效率。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,多片所述汇流件包括堆叠设置的第一连接片和第二连接片,所述第一连接片的所述散热部朝远离所述端盖部件的一侧上形成有多个第一弯折凸起,所述第二连接片的所述散热部朝靠近所述端盖部件的一侧上形成有多个第二弯折凸起,多个所述第一弯折凸起和多个所述第二弯折凸起的延伸方向与所述汇流巴片的宽度方向平行,所述第一弯折凸起与所述第二弯折凸起在所述汇流巴片的厚度方向上相对设置并合围形成所述散热通孔,多个所述散热通孔沿所述汇流巴片的长度方向排布设置。由此,基于设计第一弯折凸起和第二弯折凸起的弯折方向相反,一方面,避免汇流巴片变形后多个散热部彼此堆压并贴接在一起,从而使得汇流巴片成型后能够在散热部形成多个散热通孔,增大散热通孔的孔径,提高汇流巴片在散热部的散热性能;并且,储能模组中所有焊接固定后的汇流巴片的散热通孔方向一致,便于在模组的上端加装上下导通的热交换风道或在上下侧加装导流风扇,可以进一步提升储能模组整体的散热性能;另一方面,第一弯折凸起与第二弯折凸起在汇流巴片的厚度方向上相对设置并合围形成散热通孔,使得第一弯折凸起的底部与第二弯折凸起的底部能够相互抵接,从而使得多片所述汇流件中的多个第一连接部及多个第一连接部能够相互抵接,提高第一连接部和第二连接部的墩压成型效果及墩压效率;再一方面,多个第一弯折凸起和多个第二弯折凸起的设置方式使得散热部具有良好的缓冲功能,在储能装置发生膨胀时,散热部能够发生变形,使得汇流巴片沿长度方向伸展,因此散热部具有良好的机械缓冲性能,从而降低第一连接部和第二连接部之间发生拉扯,因此极柱与第一连接部和第二连接部之间不会产生较大的剪切力,进而提高极柱与第一连接部和第二连接部之间连接的可靠性和稳定性,实现两个储能装置之间的电连接的可靠性。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一连接片和所述第二连接片的数量包括多个,多个所述第一连接片和多个所述第二连接片沿所述汇流巴片的厚度方向交替堆叠设置,所述汇流巴片最靠近所述极柱一侧设置有所述第二连接片。由此,基于设计多个所述第一连接片和多个所述第二连接片,一方面,增厚了汇流巴片的厚度,提高汇流巴片的整体结构强度和过流能力;另一方面,增多散热部的散热通孔的数量及增大散热面积,提高汇流巴片的散热性能和机械缓冲性能;再一方面,基于在汇流巴片最靠近极柱一侧设置有第二连接片,从而减小汇流巴片在汇流巴片的厚度方向上的占用空间,使得储能模组的结构紧凑,体积减小。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,多个所述散热通孔包括多个第一通孔和多个第二通孔,相邻的两个所述第一弯折凸起之间形成第一弯折凹槽,相邻的两个所述第二弯折凸起之间形成第二弯折凹槽,相邻的所述第一弯折凸起与所述第二弯折凸起在所述汇流巴片的厚度方向上相互抵接并形成所述第一通孔,相邻的所述第二弯折凹槽与所述第一弯折凹槽在所述汇流巴片的厚度方向上相互抵接并形成所述第二通孔,从而增多散热部的散热通孔的数量及增大散热面积,提高汇流巴片的散热性能和机械缓冲性能。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,多片所述汇流件的所述第一连接部在所述汇流巴片的宽度方向的侧部设置有第一钣金件,多片所述汇流件的所述第二连接部在所述汇流巴片的宽度方向的侧部设置有第二钣金件;所有所述第一钣金件通过墩压形成紧密接合的第一压紧部,所有所述第二钣金件通过墩压形成紧密接合的第二压紧部,多片所述汇流件中的所有所述第一连接部通过墩压形成紧密接合的第一板体,多片所述汇流件中的所有所述第二连接部通过墩压形成紧密接合的第二板体;沿所述汇流巴片的厚度方向,所述第一压紧部与所述第一板体呈弯折设置,并抵压所述第一板体,所述第二压紧部与所述第二板体呈弯折设置,并抵压所述第二板体。由此,在组装汇流巴片的过程中,堆叠设置的多片汇流件组进行预墩压,以实现对多片汇流件进行整形,此时多片汇流件没有压得很紧,而在第一钣金件与第二钣金件弯折180度后,使得预墩压的汇流巴片被弯折后的第一钣金件压和第二钣金件压紧,从而避免多片汇流件发生散开而影响汇流巴片后续加工成型,提高了装配的精准性。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,多个所述汇流件的所述第一连接部对应所述第一钣金件的位置处设置有第一缺口,多个所述汇流件的所述第二连接部对应所述第二钣金件的位置处设置有第二缺口,所述第一缺口的外形与所述第一钣金件的外形相配合,所述第二缺口的外形与所述第二钣金件的外形相配合。由此,基于在第一连接部和第二连接部上分别对应设置有第一缺口和第二缺口,从而在汇流巴片冲裁成型时,可以有效地减少加工余料,降低生产成本,以及提高加工速率。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,沿所述汇流巴片的宽度方向,所述第一缺口的尺寸为第一尺寸,所述第二缺口的尺寸为第二尺寸,所述第一连接部的尺寸为第三尺寸,所述第一尺寸与所述第三尺寸的比值为0.2-0.45,所述第二尺寸与所述第三尺寸的比值为0.2-0.45。由此,基于设计第一尺寸和第二尺寸与第三尺寸的比值在范围内时,一方面,使得汇流巴片具有良好的结构强度,避免汇流巴片在储能装置发生热膨胀时在第一缺口及第二缺口处发生撕裂的风险;另一方面,使得第一钣金件和第二钣金件在汇流巴片的宽度方向上具有较大的尺寸,以更好地压紧第一连接部和第二连接部。在第一尺寸和第二尺寸与第三尺寸的比值小于0.2时,第一钣金件和第二钣金件的压紧能力较弱且容易发生翘起,在第一尺寸和第二尺寸与第三尺寸的比值小于0.45时,汇流巴片的结构强度较差,容易在储能装置发生热膨胀时在第一缺口及第二缺口处发生撕裂的风险。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一钣金件和所述第二钣金件位于所述储能模组在所述汇流巴片的宽度方向的不同侧,且所述第一钣金件和所述第二钣金件的弯折方向相同。由此,一方面,避免多片汇流件在汇流巴片的宽度方向和长度方向发生移位,便利于汇流巴片的加工成型;另一方面,使得汇流巴片的整体受力均匀,以更好地压紧多片汇流件。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,沿所述汇流巴片的宽度方向,所述第一钣金件的尺寸自所述第一钣金件与所述第一连接部的连接端向所述第一钣金件的自由端的方向逐渐减小,所述第二钣金件的尺寸自所述第二钣金件与所述第二连接部的连接端向所述第二钣金件的自由端的方向逐渐减小。由此,一方面,避免第一钣金件和第二钣金件的自由端部发生翘起,从而使得第一钣金件和第二钣金件能够具有良好的压紧效果;另一方面,提升汇流件的冲裁工艺的整体加工能力,以提高汇流巴片的质量和精度。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,多片所述汇流件中的所有所述第一连接部通过墩压形成紧密接合的第一板体,多片所述汇流件中的所有所述第二连接部通过墩压形成紧密接合的第二板体,从而提升汇流巴片的过流能力、结构强度及与极柱的焊接强度。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述极柱包括凸台部和凸设在所述凸台部上的柱体部,所述第一板体和所述第二板体分别设置有定位凹槽,所述定位凹槽自所述汇流巴片朝向所述端盖部件的表面朝背离所述储能装置的方向凹陷,所述定位凹槽的槽底壁设置有贯通孔,至少部分所述凸台部容置于所述定位凹槽内,并与所述定位凹槽的槽底壁及槽侧壁抵接,所述柱体部穿设于所述贯通孔中。由此,基于定位凹槽和贯通孔的设计,一方面,汇流巴片包裹极柱的凸台部,从而增大了汇流巴片与极柱的接触面积,提升了汇流巴片与极柱的热传导效率和过流能力,因此储能装置内部发生电化学反应所产生的热量可以通过汇流巴片快速传导至散热部,以快速将热量带走消散,避免储能模组长期高温而出现热失控的问题,提升储能模组的安全性能;另一方面,定位凹槽对极柱的装配起到定位效果,提高极柱与汇流巴片的装配效率和装配精度。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述汇流巴片包括第一区段和第二区段,多片所述汇流件中的部分所述汇流件形成所述第一区段,多片所述汇流件中的其余所述汇流件形成所述第二区段,所述第一区段的所述第一连接部和所述第二连接部分别设置有第一孔,所述第二区段的所述第一连接部和所述第二连接部分别设置有与所述第一孔相连通的第二孔,所述第一区段在所述第一孔处形成有所述定位凹槽,所述第二区段在所述第二孔处形成有所述贯通孔,从而便利于汇流巴片的加工成型,以及使得汇流巴片与极柱的凸台部具有良好的接触,提升了汇流巴片与极柱的热传导效率。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第二区段中的所述汇流件的数量大于所述第一区段中的所述汇流件的数量,所述第一区段中的所述汇流件的数量为一片至五片。由此,在实现增大汇流巴片与极柱的接触面积的同时,提高整个汇流巴片的结构强度,避免覆盖于极柱的凸台部上表面的汇流巴片太少,导致与极柱在激光焊接过程中出现过焊穿(例如顶部的汇流巴片过热变形)的风险,提高焊接效果,提升产品良率。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述柱体部背离所述凸台部的外露端面设置有第一极性标识结构,所述贯通孔暴露所述第一极性标识结构,所述外露端面与所述贯通孔的孔壁形成容置槽,所述第一极性标识结构设置于所述容置槽的槽底。由此,基于在容置槽的槽底设置第一极性标识结构,从而避免储能模组在装配或使用过程中出现第一极性标识结构发生磨损的问题,进而能够快速并准确地对极柱的极性进行识别。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述极柱包括从所述端盖部件伸出的外露端面,所述第一板体和所述第二板体分别抵接于所述外露端面上,所述外露端面设置有第一极性标识结构,沿所述汇流巴片的厚度方向,所述第一板体和所述第二板体分别开设有暴露所述第一极性标识结构的贯通孔,所述外露端面与所述贯通孔的孔壁形成容置槽,所述第一极性标识结构设置于所述容置槽的槽底。由此,一方面,基于将第一板体和第二板体分别抵接于外露端面上,从而简化汇流巴片的结构设计;另一方面,基于在容置槽的槽底设置第一极性标识结构,从而避免储能模组在装配或使用过程中出现第一极性标识结构发生磨损的问题,进而能够快速并准确地对极柱的极性进行识别。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述端盖部件包括端盖和设置在所述端盖上的上塑胶和绝缘贴片,所述绝缘贴片位于所述上塑胶和所述极柱之间,并围绕设置所述极柱的外周,所述绝缘贴片设置有第二极性标识结构,和/或,所述上塑胶设置有第三极性标识结构,从而便利于储能装置的装配,以及便利于识别储能装置的正极部件和负极部件。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第二极性标识结构和/或所述第三极性标识结构配置为镂空结构。由此,由于绝缘贴片是黑色的,端盖是银色的而容易出现反光,因此设计第二极性标识结构和/或第三极性标识结构为镂空结构能够便于直观识别储能装置的正极部件和负极部件。
第二方面,本申请提供一种用电设备,包括如上所述的储能模组,所述储能模组为所述用电设备提供电能,提升了用电设备的散热性能,提高安全使用性。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
可以理解的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语仅是为了描述特定实施例,并非要限制本申请。本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而非用于描述特定顺序。除非上下文另有明确表述,否则单数形式“一”和“所述”也旨在包括复数形式。术语“包括”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。此外,本申请可以以多种不同的形式来实现,并不限于本实施例所描述的实施例。提供以下具体实施例的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解,其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。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”、“设置在……上”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸地连接,或者一体地连接;可以是机械连接;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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
说明书后续描述为实施本申请的较佳实施例,然而上述描述乃以说明本申请的一般原则为目的,并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围在视所附权利要求所界定者为准。
下面首先简单介绍本申请实施例中涉及的基础概念。
术语“储能装置”是指将本身储存的化学能转成电能的装置,即将预先储存起的能量转化为可供外用电能的装置。
由于人们所需要的能源都具有很强的时间性和空间性,为了合理利用能源并提高能量的利用率,需要通过一种介质或者设备,把一种能量形式用同一种或者转换成另外一种能量形式存储起来,基于未来应用需要再以特定能量形式释放出来。目前绿色电能的产生普遍依赖于光伏、风电、水势等,而风能和太阳能等普遍存在间歇性强、波动性大的问题,会造成电网不稳定,用电高峰电不够,用电低谷电太多,不稳定的电压还会对电力造成损害,因此可能因为用电需求不足或电网接纳能力不足,引发“弃风弃光”问题,要解决这些问题须依赖储能。即将电能通过物理或者化学的手段转化为其他形式的能量存储起来,在需要的时候将能量转化为电能释放出来,简单来说,储能就类似一个大型“充电宝”,在光伏、风能充足时,将电能储存起来,在需要时释放储能的电力。
以电化学储能为例,本方案提供一种储能装置,储能装置内设有化学电池,主要是利用化学电池内的化学元素做储能介质,充放电过程伴随储能介质的化学反应或者变化,简单说就是把风能和太阳能产生的电能存在化学电池中,在外部电能的使用达到高峰时再将存储的电量释放出来使用,或者转移给电量紧缺的地方再使用。
目前的储能(即能量存储)应用场景较为广泛,包括(风、光)发电侧储能、电网侧储能、基站侧储能以及用户侧储能等方面,对应的储能装置的种类包括有:
(1)应用在电网侧储能场景的大型储能集装箱,其可作为电网中优质的有功无功调节电源,实现电能在时间和空间上的负荷匹配,增强可再生能源消纳能力,并在电网***备用、缓解高峰负荷供电压力和调峰调频方面意义重大;
(2)应用在用户侧的工商业储能场景(银行、商场等)的中小型储能电柜,主要运行模式为“削峰填谷”。由于根据用电量需求在峰谷位置的电费存在较大的价格差异,用户有储能装置后,为了减少成本,通常在电价低谷期,对储能柜/箱进行充电处理;电价高峰期,再将储能装置中的电放出来进行使用,以达到节省电费的目的。另外,在边远地区,以及地震、飓风等自然灾害高发的地区,家用储能装置的存在,相当于用户为自己和电网提供了备用电源,免除由于灾害或其他原因导致的频繁断电带来的不便。
本申请实施例以用户侧储能中的家用储能场景为例进行说明,图1为本申请实施例提供的储能模组5的家用储能场景图。需要说明的是,本申请储能模组5并不限定于家用储能场景。
请参阅图1,本申请实施例提供的储能模组5应用于一种户用储能***,该户用储能***包括用电设备1、风能转换装置2(例如但不局限于风机)、电能转换装置3(例如但不局限于光伏板)、储能模组5以及电网7等。储能模组5可以作为储能柜,可通过但不局限于壁挂方式安装于室外。具体的,光伏板可以在电价低谷时期将太阳能转换为电能,储能模组5用于储存该电能并在电价高峰时供给电网7,或者在电网7断电/停电时进行供电。其中,电能的传输可以采用高压线缆进行传输。
可以理解的是,储能模组5包括多个储能装置。储能装置可包括但不限于单体电池、电池包、电池***等。当储能装置为单体电池时,其可为方形电池。单体电池包括但不局限于动力电池、燃料电池、超级电容等中的至少一种。动力电池包括但不局限于包括锂离子动力电池、金属氢化物镍动力电池和超级电容器等。
示例性地,用电设备1包括但不局限于路灯、工业设备及家用电器等。本申请实施例的用电设备1还可以包括但不局限于风电发电站、工商业供电设备、供电基站等大型设备,本申请实施例不做限定。储能装置和储能模组5均可以为用电设备1提供电能。
请参阅图2,图2是图1中的储能模组5的局部结构示意图。储能模组5能够用于为用电设备1供电。储能模组5包括多个储能装置100和汇流巴片500,多个储能装置100之间通过汇流巴片500电连接,从而提高储能模组5的散热性能及安全使用性。储能模组5还可以包括箱体,多个储能装置100和汇流巴片500容置于箱体内。多个储能装置100支架可以串联连接;或者,并联连接;或者,混联连接。需要说明的是,混联连接是指多个储能装置100中既有串联又有并联。例如,多个储能装置100以成排成列的方式排布,同一排的多个储能装置100串联连接,同一列的多个储能装置100并联连接。示例性地,在本实施例中,储能模组5包括并行排布设置的四个储能装置100,四个储能装置100串联连接。需要说明的是,储能装置100的数量仅用于进行说明,本申请不做具体限定,例如,储能装置100可以数量可以为但不局限于两个、三个、六个或多于六个等等。储能装置100可为方形电池、圆形电池、扁平电池或其它形状电池。下面以方形电池为例进行详细说明。
请一并参阅图2和图3,图3是图2中的储能模组5的局部剖面图。储能装置100包括端盖部件10和穿设于端盖部件10的极柱20。储能装置100还包括壳体30和电极部件40。电极部件40设置于壳体30内,壳体30与端盖部件10密封固定连接,以实现对电极部件40的封装。具体地,壳体30内存储有电解液,以使得电解液能够浸润电极部件40。极柱20的一端连接电极部件40,极柱20的另一端穿过端盖部件10并连接汇流巴片500,从而实现相邻两个储能装置100的信号传输。其中,信号包括但不局限电信号、采样数据信号及其它信号。
具体地,储能装置100包括两个极柱20,分别为正极柱和负极柱。电极部件40包括两个转接件41、电芯42及两个极耳。两个极耳分别从电芯42内伸出,并包括正极耳和负极耳。两个转接件41包括与正极耳和正极柱连接的正极转接件及与负极耳和负极柱连接的负极转接件。正极柱、负极柱、正极耳、负极耳、正极转接件及负极转接件均为金属材质,从而储能装置100产生的热量能够通过正极耳、正极转接件及正极柱作为第一传导路径,以及通过负极耳、负极转接件及负极柱作为第二传导路径传导至储能装置100的外部,从而实现储能装置100的散热。
需要说明的是,图3的目的仅在于示意性地描述端盖部件10、壳体30和电极部件40之间的设置方式,并非是对各个元件的连接位置、连接关系及具体构造等做具体限定。图3仅是本申请实施例示意的储能装置100的部分结构,并不构成对储能装置100的具体限定。在本申请另一些实施例中,储能装置100可以包括比图3所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如储能装置100还可以包括但不限于应激件、连接线束等等。
为了描述的准确性,本文凡是涉及方向的请一律以图4为参照,术语“长度方向X”是指汇流巴片500沿垂直于多片汇流件60的堆叠方向的横截面的长边方向,即为左右方向(其中X轴正向为右)。术语“宽度方向Y”是指汇流巴片500沿垂直于多片汇流件60的堆叠方向的横截面的短边方向,即为前后方向(其中Y轴正向为后)。术语“厚度方向Z”是指平行于多片汇流件60的堆叠方向的方向,即为上下方向(其中Z轴正向为上)。其中,长度方向X、宽度方向Y及厚度方向Z共同构成汇流巴片500的三个正交方向。为了描述方便,本申请中的上下、左右、前后方位为相对位置,不构成限制实现限定。汇流巴片500的长度方向X、宽度方向Y及厚度方向Z可以根据产品的具体结构和附图呈现视角自定义,本申请不做具体限定。
请一并参阅图2和图4,图4是图2中的储能模组5的汇流巴片500在第一状态下的第一实施例的结构示意图。需要说明的是,本申请的术语“第一状态”是指汇流巴片500的第一钣金件71和第二钣金件73处于展开状态,即第一钣金件71和第二钣金件73未压折的状态,术语“第二状态”是指汇流巴片500的第一钣金件71和第二钣金件73处于折叠状态,即第一钣金件71和第二钣金件73压折的状态。汇流巴片500包括多片汇流件60。多片汇流件60沿汇流巴片500的厚度方向Z堆叠设置。每一汇流件60包括沿汇流巴片500的长度方向X依次连接的第一连接部610,散热部620和第二连接部630。第一连接部610和第二连接部630分别连接相邻两个储能装置100的极柱20,从而实现相邻两个储能装置100的电连接。多片汇流件60中的任意相邻的两个散热部620之间合围形成有多个散热通孔6201。
本申请基于设计多片汇流件60中的任意相邻的两个散热部620合围形成有多个散热通孔6201,增大了散热部620的散热面积,从而汇流巴片500的散热部620能够将储能装置100产生的热量快速带走并消散,进而提高储能模组5的散热性能,避免汇流巴片500储能模组5长时间高温而强度下降,可能因意外振动或晃动导致汇流巴片500与极柱20的连接失效,提升储能模组5的安全性能和使用寿命;另一方面,散热通孔6201的设计提高了汇流巴片500在散热部620的机械缓冲性能;再一方面,避免金属制的汇流巴片500因持续高温而电阻增大,提高了电能传导效率。
示例性地,在本实施例中,多片汇流件60包括堆叠设置的第一连接片61和第二连接片63,第一连接片61的散热部620朝远离端盖部件10的一侧上形成有多个第一弯折凸起611,第二连接片63的散热部620朝靠近端盖部件10的一侧上形成有多个第二弯折凸起631,多个第一弯折凸起611和多个第二弯折凸起631的延伸方向与汇流巴片500的宽度方向Y平行,第一弯折凸起611与第二弯折凸起631在汇流巴片500的厚度方向Z上相对设置并形成散热通孔6201,多个散热通孔6201沿汇流巴片500的长度方向X排布设置。由此,基于设计第一弯折凸起611和第二弯折凸起631的弯折方向相反,一方面,避免汇流巴片500变形后多个散热部620彼此堆压并贴接在一起,从而使得汇流巴片500成型后能够在散热部620形成多个散热通孔6201,增大散热通孔6201的孔径,提高汇流巴片500在散热部620的散热性能;并且,储能模组5所有焊接固定后的汇流巴片500的散热通孔6201方向一致,例如位于第一弯折凸起611的弯折内侧的空间与位于第二弯折凸起631的弯折内侧的空间上下贯通,便于在储能模组5的上端加装上下导通的热交换风道或在上下侧加装导流风扇,可以进一步提升储能模组5整体的散热性能;另一方面,第一弯折凸起611与第二弯折凸起631在汇流巴片500的厚度方向Z上相对设置并合围形成散热通孔6201,从而使得第一弯折凸起611的底部与第二弯折凸起631的底部能够相互抵接,进而使得多片汇流件60中的多个第一连接部610及多个第一连接部610能够相互抵接,提高第一连接部610和第二连接部630的压接成型效果及压接效率。再一方面,多个第一弯折凸起611和多个第二弯折凸起631的设置方式使得散热部620具有良好的缓冲功能,在储能装置100发生膨胀时,散热部620能够发生变形,使得汇流巴片500沿长度方向X伸展,因此散热部620具有良好的机械缓冲性能,从而降低第一连接部610和第二连接部630之间发生拉扯,因此极柱20与第一连接部610和第二连接部630之间不会产生较大的剪切力,进而提高极柱20与第一连接部610和第二连接部630之间连接的可靠性和稳定性,实现两个储能装置100之间的电连接的可靠性。
在本实施例中,多片汇流件60的所有散热部620相互独立设置,以使得汇流巴片500的多个散热部620保持独立并呈现疏松状态,从而在储能装置100发生膨胀时,多个散热部620之间更容易发生变形,进而提高机械缓冲性能。在一些实施例中,至少部分散热部620相互独立设置,其余部分散热部620固定连接在一起,以使得至少部分相邻的两个散热部620能够彼此抵靠并形成散热通孔6201,避免汇流巴片500变形后多个散热部620彼此贴接而减小散热通孔6201的大小,使得汇流巴片500兼具有良好的散热性能和机械缓冲性能。
请一并参阅图4和图5,图5是图4中的储能模组5的汇流巴片500的分解图。第一弯折凸起611自第一连接片61朝背离第二连接片63的方向弯折,并形成第一通道6111。第二弯折凸起631自第二连接片63朝背离第一连接片61的方向凹陷,并形成第二通道6311。第一通道6111与第二通道6311形成散热通孔6201。多个第一弯折凸起611和多个第二弯折凸起631呈对称设置,从而便利于汇流巴片500的加工成型,以及使得散热部620整体受力均匀,以在储能装置100热膨胀时容易发生变形。多个第一弯折凸起611间隔设置,多个第二弯折凸起631间隔,从而提高散热部620与外界空气热交换效率,提高散热性能。相邻两个第一弯折凸起611之间连接有第一抵接部612,相邻两个第一弯折凹槽613之间连接有第二抵接部632,第一抵接部612与第二抵接部632贴接设置,以使得相邻两个散热部620彼此能够抵靠以形成散热通孔6201。第一抵接部612与第一连接片61的第一连接部610及第二连接部630在靠近第二连接片63的一侧齐平设置,第二抵接部632与第二连接片63的第一连接部610及第二连接部630在靠近第一连接片61的一侧齐平设置,从而方便汇流巴片500的加工成型。第一弯折凸起611和第二弯折凸起631配置为弧状结构,从而避免汇流巴片500在装配过程中出现剐蹭的现象,提升使用安全性和美观性,以及方便加工成型,提高空间利用率,以及避免汇流巴片500在第一弯折凸起611和第二弯折凸起631在弯折疲劳区处发生断裂。
散热部620配置为波浪状结构,从而使得散热部620具有良好的缓冲性能。示例性地,在本实施例中,相邻的两个第一弯折凸起611之间形成第一弯折凹槽613,相邻的两个第二弯折凸起631之间形成第二弯折凹槽633。第一弯折凸起611与第一弯折凹槽613及第二弯折凸起631与第二弯折凹槽633沿汇流巴片500的长度方向X交替设置以形成波浪状结构。
请一并参阅图4、图5和图6,图6是图4中的储能模组5的汇流巴片500在第二状态下的俯视图。在一些实施例中,多片汇流件60的第一连接部610在汇流巴片500的宽度方向Y的侧部设置有第一钣金件71,多片汇流件60的第二连接部630在汇流巴片500的宽度方向Y的侧部设置有第二钣金件73。所有第一钣金件71通过墩压形成紧密接合的第一压紧部6102,所有第二钣金件73通过墩压形成紧密接合的第二压紧部6302。多片汇流件60中的所有第一连接部610通过墩压形成紧密接合的第一板体6101,多片汇流件60中的所有第二连接部630通过墩压形成紧密接合的第二板体6301,从而提升汇流巴片500的过流能力、结构强度及与极柱20的焊接强度。沿汇流巴片500的厚度方向Z,第一压紧部6102与第一板体6101呈弯折设置,并抵压第一板体6101,第二压紧部6302与第二板体6301呈弯折设置,并抵压第二板体6301。由此,在组装汇流巴片500的过程中,堆叠设置的多片汇流件60组进行预墩压,以实现对多片汇流件60进行整形,此时多片汇流件60没有压得很紧,而在第一钣金件71与第二钣金件73弯折180度后,使得预墩压的汇流巴片500被弯折后的第一钣金件71压和第二钣金件73压紧,从而避免多片汇流件60发生散开而影响汇流巴片500后续加工成型,提高了装配的精准性。
第一钣金件71和第二钣金件73位于储能模组5在汇流巴片500的宽度方向Y的不同侧,且第一钣金件71和第二钣金件73的弯折方向相同。由此,一方面,避免多片汇流件60在汇流巴片500的宽度方向Y和长度方向X发生移位,便利于汇流巴片500的加工成型;另一方面,使得汇流巴片500的整体受力均匀,以更好地压紧多片汇流件60。
在一些实施例中,沿汇流巴片500的宽度方向Y,第一钣金件71的尺寸自第一钣金件71与第一连接部610的连接端向第一钣金件71的自由端的方向逐渐减小,第二钣金件73的尺寸自第二钣金件73与第二连接部630的连接端向第二钣金件73的自由端的方向逐渐减小。由此,一方面,避免第一钣金件71和第二钣金件73的自由端部发生翘起,从而使得第一钣金件71和第二钣金件73能够具有良好的压紧效果;另一方面,提升汇流件60的冲裁工艺的整体加工能力,以提高汇流巴片500的质量和精度。示例性地,在本实施例中,第一钣金件71和第二钣金件73的外形大致呈三角形。在一些实施例中,第一钣金件71和第二钣金件73的外形还可以为但不限于椭圆形,矩形等。
第一钣金件71背离第一连接部610的自由端设置有第一圆倒角711,第二钣金件73背离第二连接部630的自由端设置有第二圆倒角731,从而避免第一钣金件71和第二钣金件73的尖角发生翘起,使得第一钣金件71和第二钣金件73能够具有良好的压紧效果。
请一并参阅图4、图5至图7,图7是图4中的储能模组5的汇流巴片500的第一连接片61和第二连接片63的制备工艺图。在一些实施例中,多个汇流件60的第一连接部610对应第一钣金件71的位置处设置有第一缺口72,多个汇流件60的第二连接部630对应第二钣金件73的位置处设置有第二缺口74,第一缺口72的外形与第一钣金件71的外形相配合,第二缺口74的外形与第二钣金件73的外形相配合。由此,基于在第一连接部610和第二连接部630上分别对应设置有第一缺口72和第二缺口74,从而在汇流巴片500冲裁成型时,可以有效地减少余料83,降低生产成本,以及提高加工速率。
制备汇流件60的料带80配置为卷绕式结构。冲压设备可以在料带80上冲压形成第一弯折凸起611和第二弯折凸起631,其中,第一弯折凸起611和第二弯折凸起631的冲压方向相反。冲裁设备可以在料带80可以沿第一裁切线81和第二裁切线82裁切以制得第一连接片61和第二连接片63。由于第一缺口72的外形与第一钣金件71的外形相配合,第二缺口74的外形与第二钣金件73的外形相配合,因此在汇流巴片500冲裁成型时,可以有效地减少余料83;以及可以简化冲裁的次数,提高加工生产效率。示例性地,在本实施例中,第一连接片61和第二连接片63的外轮廓线的形状和尺寸均相同。
沿汇流巴片500的宽度方向Y,第一缺口72的尺寸为第一尺寸L1,第二缺口74的尺寸为第二尺寸L2,第一连接部610的尺寸为第三尺寸L3,第一尺寸L1与第三尺寸L3的比值为0.2-0.45,第二尺寸L2与第三尺寸L3的比值为0.2-0.45。在本实施例中,第一尺寸L1等于第二尺寸L2。由此,基于设计第一尺寸L1和第二尺寸L2与第三尺寸L3的比值在范围内时,一方面,使得汇流巴片500具有良好的结构强度,避免汇流巴片500在储能装置100发生热膨胀时在第一缺口72及第二缺口74处发生撕裂的风险;另一方面,使得第一钣金件71和第二钣金件73在汇流巴片500的宽度方向Y上具有较大的尺寸,以更好地压紧第一连接部610和第二连接部630。在第一尺寸L1和第二尺寸L2与第三尺寸L3的比值小于0.2时,第一钣金件71和第二钣金件73的压紧能力较弱且容易发生翘起,在第一尺寸L1和第二尺寸L2与第三尺寸L3的比值小于0.45时,汇流巴片500的结构强度较差,容易在储能装置100发生热膨胀时在第一缺口72及第二缺口74处发生撕裂的风险。第一尺寸L1与第三尺寸L3的比值可以为但不局限于0.2、0.25、0.3、0.35、0.4或0.45等等,第二尺寸L2与第三尺寸L3的比值可以为但不局限于0.2、0.25、0.3、0.35、0.4或0.45等等。第一尺寸L1与第三尺寸L3的比值及第二尺寸L2与第三尺寸L3的比值可以根据汇流巴片500的结构强度及尺寸等因素进行设计,本申请不做具体限定。
在一些实施例中,第一钣金件71背离第一连接部610的自由端弯折并延伸至第一缺口72内,第二钣金件73背离第二连接部630的自由端弯折并延伸至第二缺口74内,从而提高第一钣金件71与第二钣金件73的压紧性能。
请一并参阅图3、图4、图8和图9,图8是图3中的储能模组5的I部分的放大图;图9是图4中的储能模组5的汇流巴片500的另一视角的结构示意图。第一连接部610和第二连接部630分别与极柱20焊接连接,从而实现多个储能装置100的电连接。具体地,第一板体6101和第二板体6301分别与柱体部22焊接连接,散热部620悬空设置在端盖部件10上。由此,基于将第一板体6101和第二板体6301分别与柱体部22焊接连接,散热部620悬空设置在储能模组5上,从而实现相邻的两个储能装置100的信号传输,以及提高了储能装置100的散热效果。在一些实施例中,散热部620与储能装置100的端盖部件10抵接设置,从而使得储能模组5的结构紧凑。
示例性地,在本实施例中,极柱20包括凸台部21和凸设在凸台部21上的柱体部22,第一板体6101和第二板体6301分别设置有定位凹槽603。定位凹槽603自汇流巴片500朝向端盖部件10的表面朝背离储能装置100的方向凹陷。定位凹槽603的槽底壁设置有贯通孔601,至少部分凸台部21容置于定位凹槽603内,并与定位凹槽603的槽底壁及槽侧壁抵接,柱体部22穿设于贯通孔601中。由此,基于定位凹槽603和贯通孔601的设计,一方面,汇流巴片500包裹极柱20的凸台部21,增大了汇流巴片500与极柱20的接触面积,提升了汇流巴片500与极柱20的热传导效率和过流能力,因此储能装置100内部发生电化学反应所产生的热量可以通过汇流巴片500快速传导至散热部620,以快速将热量带走消散,避免储能模组5长期高温而出现热失控的问题,提升储能模组5的安全性能;另一方面,定位凹槽603对极柱20的装配起到定位效果,提高极柱20与汇流巴片500的装配效率和装配精度。
请一并参阅图4、图5和图10,图10是图2中的储能模组5的汇流巴片500的第二实施例的局部剖面图。柱体部22背离凸台部21的外露端面221设置有第一极性标识结构23,贯通孔601暴露第一极性标识结构23,从而便利于对极柱20的极性进行识别,提高装配和维修的效率。第一极性标识结构23自柱体部22的外露端面221朝凸台部21的方向凹陷,从而避免储能模组5在装配或使用过程中出现第一极性标识结构23发生磨损的问题,进而能够快速并准确地对极柱20的极性进行识别。示例性地,在本实施例中,正极柱上设置的第一极性标识结构23配置为“+”的标识图案,负极柱上设置的第一极性标识结构23配置为“-”的标识图案。在一些实施例中,第一极性标识结构23还可以配置文字图案,例如“正”和“负”。第一极性标识结构23的形态本申请不做具体限定。
沿汇流巴片500的厚度方向Z,贯通孔601的正投影覆盖第一极性标识结构23的正投影,从而便利于用户观察到第一极性标识结构23,以快速并准确地对极柱20及其它正极部件和负极部件的极性进行识别。
在一些实施例中,外露端面221与贯通孔601的孔壁形成容置槽602,第一极性标识结构23设置于容置槽602的槽底。由此,基于在容置槽602的槽底设置第一极性标识结构23,从而避免储能模组5在装配或使用过程中出现第一极性标识结构23发生磨损的问题,进而能够快速并准确地对极柱20的极性进行识别。其中,第一极性标识结构23自柱体部22的外露端面221朝凸台部21的方向凹陷;或者,第一极性标识结构23自柱体部22的外露端面221朝背离凸台部21的方向凸出。
请一并参阅图2、图8和图11,图11是图2中的储能模组5的储能装置100的局部结构示意图。端盖部件10包括端盖11和设置在端盖11上的上塑胶13和绝缘贴片12。绝缘贴片12位于上塑胶13和极柱20之间,并围绕极柱20的外周。示例性地,在本实施例中,绝缘贴片12设置有第二极性标识结构121,上塑胶13设置有第三极性标识结构131。由此,便利于储能装置100的装配,以及便利于识别储能装置100的正极部件和负极部件。在一些实施例中,绝缘贴片12设置有第二极性标识结构121,上塑胶13未设置有第三极性标识结构131;或者,绝缘贴片12未设置有第二极性标识结构121,上塑胶13设置有第三极性标识结构131。上塑胶13和绝缘贴片12的材质分别可以为但不局限于具有绝缘性能的塑胶。端盖11配置为光铝片。第二极性标识结构121和第三极性标识结构131沿极柱20的四周方向错开排布,从而便利于用户识别储能装置100的正极部件和负极部件。例如,第二极性标识结构121和第三极性标识结构131分别与第一极性标识结构23的连线呈90度的夹角设置。
可选地,在一些实施例中,第二极性标识结构121和/或第三极性标识结构131配置为镂空结构。由于绝缘贴片12是黑色的,端盖11是银色的而容易出现反光,因此设计第二极性标识结构121和/或第三极性标识结构131为镂空结构能够便于直观识别储能装置100的正极部件和负极部件。可选地,第一极性标识结构23、第二极性标识结构121和第三极性标识结构131中的至少一者设置有荧光结构,从而方便机器识别处正极部件和负极部件,从而避免光铝片反光而造成用户识别错误的风险。第二极性标识结构121和第三极性标识结构131中的至少一者的边角呈弧形设置,避免上塑胶13或绝缘贴片12发生翘起剥离的风险。
在一些实施例中,汇流巴片500包括与极柱20焊接的焊接区222。第二极性标识结构121与焊接区222错开设置。由此汇流巴片500与极柱20焊接后,仍能够通过第二极性标识结构121识别储能装置100的正极部件和负极部件。
极柱20还包括法兰部24。法兰部24连接于凸台部21背离主体部的一侧。端盖11上设置有容置法兰部24的限位凹槽141。端盖部件10还包括下塑胶14。端盖11设置于上塑胶13和下塑胶14之间,上塑胶13和下塑胶14分别与端盖11配合。限位凹槽141自下塑胶14背离端盖11的表面朝端盖11的方向凹陷,从而便利于极柱20与端盖部件10的装配。限位凹槽141的槽底开设有穿孔。下塑胶14靠近端盖11的表面凸设有限位凸台142。沿汇流巴片500的厚度方向Z,限位凹槽141在下塑胶14背离端盖11的表面上的正投影落入限位凸台142在下塑胶14背离端盖11的表面上的正投影内。端盖11设置有与限位凸台142相配合的安装凹槽111,从而提高端盖11与下塑胶14的组装效率。储能装置100还包括防爆阀50。防爆阀50设置于端盖11和下塑胶14之间。防爆阀50是泄放储能装置100内部的压力,以提高储能装置100使用的安全性。
请再次参阅图4、图8和图9,汇流巴片500包括第一区段650和第二区段660。多片汇流件60中的部分汇流件60形成第一区段650,多片汇流件60中的其余汇流件60形成第二区段660。第一区段650的第一连接部610和第二连接部630分别设置有第一孔6501,第二区段660的第一连接部610和第二连接部630分别设置有与第一孔6501相连通的第二孔6601。第一区段650在第一孔6501处形成有定位凹槽603,第二区段660在第二孔6601处形成有贯通孔601。由此,便利于汇流巴片500的加工成型,以及使得汇流巴片500与极柱20的凸台部21具有良好的接触,提升了汇流巴片500与极柱20的热传导效率。示例性地,在本实施例中,第一孔6501为方形孔,第二孔6601为圆形孔。可以理解地,第一孔6501和第二孔6601的形状可以根据实际情况来设计,只要满足第一方形孔的外形与凸起部的外形相配合,第二通孔6203的外形与柱体部22的外形相配合,例如,第一孔6501和第二孔6601还可以均为圆形孔,或者,第一孔6501为椭圆形孔,第二孔6601为圆形孔等。
请再次参阅图4和图10,在其它一些实施例中,极柱20包括从端盖部件10伸出的外露端面221。其中,极柱20可以包括凸台部21;或者可以省略凸台部21。第一板体6101和第二板体6301分别抵接于外露端面221上,外露端面221设置有第一极性标识结构23。沿汇流巴片500的厚度方向Z,第一板体6101和第二板体6301分别开设有暴露第一极性标识结构23的贯通孔601。外露端面221与贯通孔601的孔壁形成容置槽602,第一极性标识结构23设置于容置槽602的槽底。由此,一方面,基于将第一板体6101和第二板体6301分别抵接于外露端面221上,从而简化汇流巴片500的结构设计;另一方面,基于在容置槽602的槽底设置第一极性标识结构23,从而避免储能模组5在装配或使用过程中出现第一极性标识结构23发生磨损的问题,进而能够快速并准确地对极柱20的极性进行识别。
请一并参阅图4、图5、图9和图12,图12是图2中的储能模组5的汇流巴片500和储能装置100的第三实施例的局部剖面图。第一连接片61和第二连接片63的数量包括多个,多个第一连接片61和多个第二连接片63沿汇流巴片500的厚度方向Z交替堆叠设置,汇流巴片500最靠近极柱20一侧设置有第二连接片63。由此,基于设计多个第一连接片61和多个第二连接片63,一方面,增厚了汇流巴片500的厚度,提高汇流巴片500的整体结构强度和过流能力;另一方面,增多散热部620的散热通孔6201的数量及增大散热面积,提高汇流巴片500的散热性能和机械缓冲性能;再一方面,基于在汇流巴片500最靠近极柱20一侧设置有第二连接片63,从而减小汇流巴片500在汇流巴片500的厚度方向Z上的占用空间,使得储能模组5的结构紧凑,体积减小。
在一些实施例中,第二区段660中的汇流件60的数量大于第一区段650中的汇流件60的数量,第一区段650中的汇流件60的数量为一片至五片。第二区段660中的汇流件60的数量可以为但不局限于两片-九片。第一区段650中的汇流件60的数量可以为但不局限于一片、两片、三片、四片或五片。第二区段660中的汇流件60的数量可以为但不局限于两片、三片、四片、五片、六片、七片、八片或九片等。第一区段650中的汇流件60的数量及第二区段660中的汇流件60的数量仅用于进行说明,本申请不作具体限定。由此,在实现增大汇流巴片500与极柱20的接触面积的同时,提高整个汇流巴片500的结构强度,避免汇流巴片500覆盖于极柱20的凸台部21上表面的汇流巴片500太少,导致与极柱20在焊接过程中出现过焊穿(顶部巴片过热变形)的风险,提高焊接效果,提升产品良率。汇流件60配置为金属箔片。其中,金属箔片可以为但不局限于铝箔片、铜箔片等。金属箔片的厚度为0.02mm-0.4mm,汇流件60堆叠设置,从而增强汇流巴片500的整体结构强度,并方便弯折加工。
多个散热通孔6201包括多个第一通孔6202和多个第二通孔6203。相邻的两个第一弯折凸起611之间形成第一弯折凹槽613,相邻的两个第二弯折凸起631之间形成第二弯折凹槽633。相邻的第一弯折凸起611与第二弯折凸起631在汇流巴片500的厚度方向Z上相互抵接并形成第一通孔6202,相邻的第二弯折凹槽633与第一弯折凹槽613在汇流巴片500的厚度方向Z上相互抵接并形成第二通孔6203。由此,增多散热部620的散热通孔6201的数量及增大散热面积,提高汇流巴片500的散热性能和机械缓冲性能。
示例性地,在本实施例中,汇流巴片500包括三片汇流件60。第一区段650和第二区段660分别包括三片汇流件60。第一区段650的第一连接部610和第二连接部630分别开设有方形孔。第一区段650的三片汇流件60堆叠设置并在方形孔处形成定位凹槽603。第二区段660的第一连接部610和第二连接部630分别开设有圆形孔,第二区段660的三片汇流件60堆叠设置并在圆形孔处形成贯通孔601,以暴露极柱20上设置的第一极性标识结构23。沿汇流巴片500的厚度方向Z,第二区段660背离第二区段660的端面高出柱体部22的外露端面221。柱体部22的外露端面221与第二区段660在贯通孔601处形成容置槽602,第一极性标识结构23设置于容置槽602的槽底。由此,基于在容置槽602的槽底设置第一极性标识结构23,从而避免储能模组5在装配或使用过程中出现第一极性标识结构23发生磨损的问题,进而能够快速并准确地对极柱20的极性进行识别。
以上对本申请实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上上述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。