CN215771256U - 一种电池装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池装置，包括壳体、电池模组、DC/DC变换器和电连接器；电池模组包括若干彼此串接的电池模块；DC/DC变换器设于壳体内并与电池模组对应，其第一侧电连接电池模组；电连接器固接所述壳体且电连接DC/DC变换器的第二侧，并构成所述电池装置的外连接端。本实用新型的电池装置在电池模组输出较低电压的情况下，仍能通过DC/DC变换器保持一定的输出电压以满足供电***的需求，从而适于降低电池模组的输出电压进而提高人员安全性，为相应供电***的扩容需求提供了较好的物质基础，且具有一定的模块化程度，从而具有较好的管理便利性。

Description

一种电池装置

技术领域

本实用新型涉及电池及应用电池供电的技术领域，尤其涉及一种电池装置。

背景技术

目前，UPS被广泛采用。在市电异常时，UPS通常切换到电池供电状态来保证对负载的不间断电能供应。而随着负载水平的提升，UPS的输出功率也需要随之提升，这就要求在电池供电状态下电池组件的输出功率也能对应匹配。

现有UPS中，电池组件通常由多个电池包构成，在需要扩容时一般也是通过串联更多的电池包或采用具有更多单体电池的电池包来实现。但由于UPS内部的DC/DC变换器的电压增益不大，使得在扩容时需要串入较多的电池导致电池组件的输出电压较高，这对操作和维护电池组件的人员安全造成了一定影响。并且，由于现有的电池包产品在人员防护性、模块化程度等方面的考虑均不够成熟，不适于将各电池包进行统一的管理和维护，这不仅进一步影响了电池组件的人员安全性，同时还提高了电池组件的管理难度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服背景技术中存在的至少一种缺陷或问题，提供一种电池装置，使得应用该电池装置的供电***便于扩容，且具有较好的人员安全性和管理便利性。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种电池装置，包括：壳体；电池模组，其设于所述壳体内并包括若干彼此串接的电池模块；DC/DC变换器，其设于所述壳体内并与所述电池模组对应；所述DC/DC变换器的第一侧电连接所述电池模组；电连接器，其固接所述壳体且电连接所述DC/DC变换器的第二侧，并构成所述电池装置的外连接端。

进一步的，所述电池模组的最大输出电压低于65V；各所述电池模块均包括若干彼此串接的电芯单元，各所述电芯单元均由两个彼此并接的单体锂电池构成。

进一步的，所述DC/DC变换器为双向DC/DC变换器，其第一侧和第二侧分别为低压侧和高压侧。

进一步的，所述电连接器为可插拔的大功率快接插头。

进一步的，所述电池模组包括N个所述电池模块，其中N为大于0的自然数；所述壳体内形成有容置腔且在该容置腔内沿左右方向间隔设置有N个隔板，以界定出沿左右方向间隔的N+1个子容置腔；每一子容置腔均用于容置所述DC/DC变换器或一个所述电池模块，以使所述DC/DC变换器和N个所述电池模块分别容置于该N+1个所述子容置腔内。

进一步的，所述壳体包括前面板；所述前面板设有所述电连接器，该电连接器与一容置所述电池模块的子容置腔沿前后方向相对设置。

进一步的，所述壳体包括前面板和后面板；所述前面板和后面板上分别界定出第一散热区域和第二散热区域，所述第一散热区域和第二散热区域均由若干散热孔构成；所述第一散热区域与容置所述DC/DC变换器的子容置腔沿前后方向相对设置，所述第二散热区域与所述第一散热区域沿前后方向相对设置，以使容置所述DC/DC变换器的子容置腔构成所述DC/DC变换器的散热风道；其中，所述第一散热区域沿前后方向的投影覆盖所述DC/DC变换器沿前后方向的投影，所述第二散热区域沿前后方向的投影覆盖所述第一散热区域沿前后方向的投影。

进一步的，所述壳体包括前面板；所述电池装置还包括设于所述前面板的通信接口，该通信接口用以与其他电池装置建立通信关系。

进一步的，所述壳体包括前面板，所述前面板还固设有两拉手。

进一步的，所述电池装置包括彼此对应的若干所述电池模组和若干所述DC/DC变换器，各所述电池模组和DC/DC变换器均设于所述壳体内；各所述DC/DC变换器的第一侧均电连接对应的电池模组，各所述DC/DC变换器的第二侧并接于一公共端；所述电连接器电连接所述公共端。

相较于现有技术，本实用新型的有益效果是：

(1)电池装置包括DC/DC变换器，该DC/DC变换器与电池模组耦合以将电池模组的输出电压变换后输出，从而无需通过大幅提高电池模组的输出电压来对应用该电池装置的供电***实现扩容。换言之，在电池模组本身输出较低电压的情况下，上述电池装置在工作时仍能保持一定的输出电压以满足供电***的需求；而在需要维护时，由于电池模组的输出电压不高，则可以较为安全地对电池模组进行维护操作。因而，上述结构有效提高了电池装置在维护和操作时的人员安全性，为相应供电***的扩容需求提供了较好的物质基础。

此外，由于电池装置具有壳体，电池模组和DC/DC变换器均装设于壳体内，而电连接器则固接壳体并适于供用户通过该电连接器进行电连接操作，从而便于将该电池装置进行模块化配置以将其进一步堆叠或容置于模块化柜体中并形成模块化电池柜，提高了电池装置的管理便利性。

(2)电池模组的最大输出电压均低于65V，保证了人员维护的安全性。电芯单元由两个彼此并联的单体电池构成，提高了电芯单元所能负荷的电流水平，从而提升了电池装置的放电性能。电芯单元内的单体电池均为锂电池，寿命长且放电稳定。

(3)DC/DC变换器为双向DC/DC变换器，使得电池装置可用于储能供电场景。

(4)电连接器为可插拔式的大功率快接插头，可承载较大功率且接线快速便捷。

(5)壳体内通过设置隔板，将容置腔分隔为若干子容置腔，各电池模块和DC/DC变换器分别设于一子容置腔内，从而便于对各部件电气隔离，满足安规要求。

(6)电连接器、通信接口设于前面板，方便接线。前面板还设有拉手，方便人员在维护时对电池装置进行操作。

(7)前、后面板分别界定出第一散热区域和第二散热区域，两个散热区域均由若干散热孔构成，且由于第一散热区域、第二散热区域和DC/DC变换器沿前后方向相对设置，使得容置DC/DC变换器的子容置腔构成所述DC/DC变换器的散热风道，满足DC/DC变换器的降温需求；

此外，根据外部风机的具体布置，散热风道的进、出风方向也可进行适应性调换，适用性广。

(8)电池装置包括若干彼此对应的电池模组和DC/DC变换器，各DC/DC变换器的第二侧并接于一公共端，该公共端电连接电连接器，从而使得各电池模组并联输出。这样一来，即便每一电池模组内电芯单元数量较少，也可以有效提高电池装置的放电性能，尤其有利于供电***的不间断电源应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1电池装置的拓扑图；

图2为本实用新型实施例1电池装置的立体图；

图3为本实用新型实施例1电池装置隐藏上面板后的立体图；

图4为本实用新型实施例2电池装置隐藏上面板后的立体图；

图5为本实用新型实施例3电池装置隐藏上面板后的立体图；

图6为本实用新型实施例4电池装置的拓扑图；

图7为本实用新型实施例4电池装置连接至变流装置后的拓扑图。

附图标记说明：

电池装置10；壳体11；前面板111；第一散热区域111A；后面板112；第二散热区域112A；隔板113；电池模组12；电池模块121；DC/DC变换器(第一DC/DC变换器)13；电连接器(外连接端、第一电连接器)14；通信接口15；

变流装置20；电池端(第二电连接器)21；AC/DC变换器22；DC/AC变换器23；第二DC/DC变换器24；电子旁路开关25。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本实用新型实施例，本领域的普通技术人员在不作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。

本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“电连接”，可以包含直接电连接也可以包含间接电连接；如使用术语“耦合”，指的是两电气部分在电连接后具有特定的电路功能。

参照图1-3，本实用新型实施例1提供一种电池装置10，其包括壳体11、电池模组12、DC/DC变换器13和电连接器14。

所述壳体11呈立方体构造并由若干板件围合形成，其内界定出容置腔。在其他实施例中，所述壳体11也可以具有其他几何构造。本实施例中，所述壳体11包括彼此固接的前面板111、后面板112、左面板、右面板、上面板和下面板，六个面板围合以界定出所述容置腔，其中上面板可拆卸地固接于其他面板，以便于对电池装置进行维护。具体结构中，所述前面板上开设有接线开孔。

所述电池模组12设于所述壳体11的容置腔内，其包括若干彼此串接的电池模块121，各电池模块121通过导线建立电连接关系。具体的，所述电池模块121包括若干彼此串接的电芯单元，每个电芯单元均由两个彼此并联的单体锂电池构成，从而提高了电芯单元所能负荷的电流水平，提升了电池装置的放电性能。而在其他实施例中，所述电芯单元也可以直接由一个单体电池构成。本实施例中，所述电池模组12的最大输出电压均低于65V，优选为51.2V，以保证人员维护的安全性。

所述DC/DC变换器13设于所述壳体11的容置腔内，其第一侧电连接所述电池模组12，以至少对电池模组12的输出电压进行电压变换。本实施例中，所述DC/DC变换器13为双向DC/DC变换器，其第一侧和第二侧分别为低压侧和高压侧，从而可以进行双向电压变换，使得电池装置适用于储能供电场景。值得说明的是，所述DC/DC变换器13可采用现有的变换器且不局限于某一具体的DC/DC电路拓扑，其可包括若干可控开关，因而还对应包括用于控制这些可控开关通断的控制器。

所述电连接器14固接所述壳体11且电连接所述DC/DC变换器13的第二侧，并构成所述电池装置的外连接端14，以与外部电气装置建立电连接关系。本实施例中，所述电连接器14为可插拔的大功率快接插头，可承载较大功率且接线快速便捷。具体的，所述电连接器14嵌设于所述前面板111中，其一端位于所述容置腔内并与所述DC/DC变换器13对应电连接，另一端通过前面板111开设的接线开孔显露于所述壳体11，以使用户便于通过该电连接器14对电池装置10与外部电气装置进行电连接操作。

由此可见，本实施例的电池装置10包括DC/DC变换器13，该DC/DC变换器13与电池模组12耦合以将电池模组12的输出电压进行电压变换后由电连接器14输出，从而无需通过大幅提高电池模组12的输出电压来对应用该电池装置10的供电***实现扩容。换言之，在电池模组12本身输出较低电压的情况下，上述电池装置10在工作时仍能保持一定的输出电压以满足供电***的需求；而在需要维护时，由于电池模组12的输出电压不高，则可以较为安全地对电池模组12进行维护操作。因而，上述结构有效提高了电池装置10在维护和操作时的人员安全性，为相应供电***的扩容需求提供了较好的物质基础。此外，由于电池装置10具有壳体11，电池模组12和DC/DC变换器13均装设于壳体11内，而电连接器14则固接壳体11并适于供用户通过该电连接器14进行电连接操作，从而便于将该电池装置10进行模块化配置以将其进一步堆叠或容置于模块化柜体中并形成模块化电池柜，提高了电池装置10的管理便利性。

具体的，所述电池模组12包括N个所述电池模块121，其中N为大于0的自然数。所述壳体11内形成有容置腔且在该容置腔内沿左右方向间隔设置有N个隔板113，以界定出沿左右方向间隔的N+1个子容置腔。每一子容置腔均用于容置所述DC/DC变换器13或一个所述电池模块121，以使所述DC/DC变换器13和N个所述电池模块121分别容置于该N+1个所述子容置腔内，便于对各部件电气隔离，满足安规要求。

参照图3，本实施例中，所述电池模块121的数量为二，所述隔板113的数量为二，从而在壳体11内形成3个子容置腔。其中，DC/DC变换器13设于左边的子容置腔，一个电池模块121设于中间的子容置腔，另一个电池模块121设于右边的子容置腔。

进一步的，所述电连接器14与一容置所述电池模块121的子容置腔沿前后方向相对设置。所述电池装置10还包括通信接口15，用以与其他电池装置建立通信关系。本实施例中，所述通信接口15也设于所述前面板111。此外，所述前面板111还固设有拉手，以便于人员操作。

具体结构中，所述前面板111和后面板112上分别界定出第一散热区域111A和第二散热区域112A，所述第一散热区域111A和第二散热区域112A均由若干蜂窝状的散热孔构成。

所述第一散热区域111A与容置所述DC/DC变换器13的子容置腔沿前后方向相对设置，所述第二散热区域112A与所述第一散热区域111A沿前后方向相对设置，以使容置所述DC/DC变换器13的子容置腔构成所述DC/DC变换器13的散热风道，满足DC/DC变换器13的降温需求。优选的，所述第一散热区域111A沿前后方向的投影覆盖所述DC/DC变换器13沿前后方向的投影，所述第二散热区域112A沿前后方向的投影覆盖所述第一散热区域111A沿前后方向的投影。此外，根据外部风机的具体布置，散热风道的进、出风方向也可进行适应性调换，适用性广。

接下来参照图4-5，其分别示出了本实用新型实施例2和3的电池装置，结合图3可以看出，实施例2-3的主要区别在于，电池模块121和DC/DC变换器13的具***置有所改变，第一散热区域111A和电连接器14也对应改变，由于其功能原理和结构均与实施例1相同，故不再赘述。

参照图6，本实用新型实施例4进一步提供了一种电池装置10，其包括均设于壳体内且彼此对应的若干电池模组12和DC/DC变换器13。本实施例中，彼此对应的电池模组12和DC/DC变换器13的结构、与壳体的位置关系和彼此间的电连接关系均可参照实施例1，重复部分本实施例将不再赘述。在此基础上，本实施例中，各所述DC/DC变换器13的第一侧均电连接对应的电池模组12，各所述DC/DC变换器13的第二侧并接于一公共端。所述电连接器14电连接所述公共端。换言之，电池装置10包括若干彼此对应的电池模组12和DC/DC变换器13，各DC/DC变换器13的第二侧并接于一公共端，该公共端电连接电连接器14，从而使得各电池模组12并联输出。这样一来，即便每一电池模组12内电芯单元数量较少，也可以有效提高电池装置10的放电性能，尤其有利于供电***的不间断电源应用。

示例性地参照图7，基于实施例4所提供的电池装置，介绍将其在不间断电源应用时的工作场景和过程。在此，将电池装置10的DC/DC变换器13定义为第一DC/DC变换器13，将电池装置10的电连接器14定义为第一电连接器14。

在图7中可以看出，电池装置10通过外连接端14与一变流装置20建立了电连接关系。本实施例中，所述变流装置20具有UPS功能，其包括电池端21、AC/DC变换器22、DC/AC变换器23、直流母线、第二DC/DC变换器24和电子旁路开关25。

所述电池端21被构造为一第二电连接器21，其适于与电池装置10的第一电连接器14对接耦合并建立电连接关系，例如该第二电连接器21也可以为大功率快接插头。所述AC/DC变换器22和DC/AC变换器23的直流侧均电连接所述直流母线，所述AC/DC变换器22的交流侧接入交流电源(如市电或柴油发电机)，所述DC/AC变换器23的交流侧输出交流电并电连接交流负载。所述第二DC/DC变换器24的低压侧和高压侧分别电连接所述电池端21和直流母线，用以实现所述电池端21与直流母线间的电压变换。所述电子旁路开关25的两端分别电连接所述AC/DC变换器22的交流侧和DC/AC变换器23的交流侧，以在需要时将DC/AC变换器23旁路处理。

在工作时，变流装置20的直流母线的电压大致稳定在400V，当处于电池供电状态时，电池装置10的电池模组12的输出电压为51.2V，经各第一DC/DC变换器13进行电压变换后以200V的电压输出，第二DC/DC变换器24将电池端21接入的200V电压进行变换后以400V的电压输出至直流母线并实现电压匹配。

上述说明书和实施例的描述，用于解释本实用新型保护范围，但并不构成对本实用新型保护范围的限定。通过本实用新型或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本实用新型实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池装置，其特征在于，包括：

壳体；

电池模组，其设于所述壳体内并包括若干彼此串接的电池模块；

DC/DC变换器，其设于所述壳体内并与所述电池模组对应；所述DC/DC变换器的第一侧电连接所述电池模组；

电连接器，其固接所述壳体且电连接所述DC/DC变换器的第二侧，并构成所述电池装置的外连接端。

2.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于：所述电池模组的最大输出电压低于65V；各所述电池模块均包括若干彼此串接的电芯单元，各所述电芯单元均由两个彼此并接的单体锂电池构成。

3.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于：所述DC/DC变换器为双向DC/DC变换器，其第一侧和第二侧分别为低压侧和高压侧。

4.如权利要求1所述的电池装置，其特征在于：所述电连接器为可插拔的大功率快接插头。

5.如权利要求1-4中任一项所述的电池装置，其特征在于：所述电池模组包括N个所述电池模块，其中N为大于0的自然数；

所述壳体内形成有容置腔且在该容置腔内沿左右方向间隔设置有N个隔板，以界定出沿左右方向间隔的N+1个子容置腔；每一子容置腔均用于容置所述DC/DC变换器或一个所述电池模块，以使所述DC/DC变换器和N个所述电池模块分别容置于该N+1个所述子容置腔内。

6.如权利要求5所述的电池装置，其特征在于：所述壳体包括前面板；

所述前面板设有所述电连接器，该电连接器与一容置所述电池模块的子容置腔沿前后方向相对设置。

7.如权利要求5所述的电池装置，其特征在于：所述壳体包括前面板和后面板；

所述前面板和后面板上分别界定出第一散热区域和第二散热区域，所述第一散热区域和第二散热区域均由若干散热孔构成；

所述第一散热区域与容置所述DC/DC变换器的子容置腔沿前后方向相对设置，所述第二散热区域与所述第一散热区域沿前后方向相对设置，以使容置所述DC/DC变换器的子容置腔构成所述DC/DC变换器的散热风道；

其中，所述第一散热区域沿前后方向的投影覆盖所述DC/DC变换器沿前后方向的投影，所述第二散热区域沿前后方向的投影覆盖所述第一散热区域沿前后方向的投影。

8.如权利要求5所述的电池装置，其特征在于：所述壳体包括前面板；

所述电池装置还包括设于所述前面板的通信接口，该通信接口用以与其他电池装置建立通信关系。

9.如权利要求5所述的电池装置，其特征在于：所述壳体包括前面板，所述前面板还固设有两拉手。

10.如权利要求1-4中任一项所述的电池装置，其特征在于：所述电池装置包括彼此对应的若干所述电池模组和若干所述DC/DC变换器，各所述电池模组和DC/DC变换器均设于所述壳体内；

各所述DC/DC变换器的第一侧均电连接对应的电池模组，各所述DC/DC变换器的第二侧并接于一公共端；所述电连接器电连接所述公共端。

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