CN219246821U - 电池模块、电池簇及储能*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池模块、电池簇及储能***。所述电池模块包括：下壳体；电芯堆叠体，所述电芯堆叠体包括若干电芯，所述的电芯堆叠体设于所述下壳体上；预紧力施加组件，所述预紧力施加组件设于所述电芯堆叠体表面；缓冲件，所述缓冲件设于相邻的两个所述电芯之间，并与所述相邻的两个所述电芯接触；电池模块电气组件，所述电池模块电气组件设于所述电芯堆叠体表面，所述电池模块电气组件用于实现所述电芯之间的电连接。所述电池模块相比于常规的电池包设计，所述电池模块仅以下壳体支撑所述电芯堆叠体，省去了电池包外壳以及电池包中的模组外壳等结构，能够相应的降低生产成本和安装成本。

Description

电池模块、电池簇及储能***

技术领域

本实用新型属于储能电站领域，涉及一种电池模块，特别是涉及一种电池模块、电池簇及储能***。

背景技术

为了响应“碳达峰、碳中和”，风光电等绿色能源已经成为能源领域的重要发展方向。而电化学储能***由于其双向功率控制和能量调控的作用，在新能源大规模并网和智能电网的建设中得到了大量应用。储能电站中使用了大量的锂电池，其一般是以电池簇的形式构成具有基本功能的储能单元。电池簇中一般包括电池包，电池包中的电芯在充放电和老化时会产生一定的膨胀力，由于目前的电池包结构无法释放该膨胀力，导致目前的电池包结构在长久使用过程中会对电芯安全产生不利影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池模块、电池簇及储能***，用于解决现有的电池包结构在长久使用过程中会对电芯安全产生不利影响。

第一方面，本实用新型提供一种电池模块，所述电池模块包括：下壳体；电芯堆叠体，所述电芯堆叠体包括若干电芯，所述的电芯堆叠体设于所述下壳体上；预紧力施加组件，所述预紧力施加组件设于所述电芯堆叠体表面；缓冲件，所述缓冲件设于相邻的两个所述电芯之间，并与所述相邻的两个所述电芯接触；电池模块电气组件，所述电池模块电气组件设于所述电芯堆叠体表面，所述电池模块电气组件用于实现所述电芯之间的电连接。

所述电池模块通过在相邻的两个所述电芯之间设置所述缓冲件，能够根据所述缓冲件释放电芯充放电或老化时产生的膨胀力。另外，所述电池模块相比于常规的电池包设计，所述电池模块仅以下壳体支撑所述电芯堆叠体，省去了电池包外壳以及电池包中的模组外壳等结构，能够相应的降低生产成本和安装成本。

于本实用新型的一实施例中，所述电芯堆叠体的侧面包括电芯堆叠侧和非电芯堆叠侧，所述预紧力施加组件包括若干端板，所述端板贴设于所述电芯堆叠体的非电芯堆叠侧。

于本实用新型的一实施例中，所述电池模块电气组件上表面覆盖有绝缘材料。

于本实用新型的一实施例中，所述预紧力施加组件还包括绑带，所述绑带设于所述电芯堆叠体表面。

于本实用新型的一实施例中，所述绑带为金属或塑料材料，所述绑带中与所述电芯堆叠体接触的区域为绝缘区域。

第二方面，本实用新型提供一种电池簇，所述电池簇包括：本实用新型第一方面任一项所述电池模块，所述电池模块之间电连接；电池簇电气组件；电池簇支架，所述电池簇支架包括若干个电池模块容纳空间和电池簇电气组件容纳空间，所述电池模块设于所述电池模块容纳空间内，所述电池簇电气组件设于所述电池簇电气组件容纳空间内；挡板件，所述挡板件固设于所述电池簇支架外表面上。

所述电池簇中由于所述电池模块的结构，可以省去电池包外壳或电池包中的模组外壳，电芯可以直接成组并装配进电池簇中，从而提高电池簇级别的重量能量密度，同时省去相应的结构件可以降低电池簇的生产、安装成本。

于本实用新型的一实施例中，所述挡板件包括：若干侧挡板，所述侧挡板固定连接于所述电池簇支架侧面的支架上；上盖板，固定连接于所述电池簇支架顶面的支架上。

于本实用新型的一实施例中，所述侧挡板设有通风管道和风扇容置区域。可以通过所述通风管道和在所述风扇容置区域中设置散热风扇，直接对电芯散热，从而提升散热效果。

于本实用新型的一实施例中，所述电池簇还包括消防装置，所述消防装置设于所述电池簇支架内部。当所述电池簇内的电芯发生热失控时，可以直接通过所述消防装置作用在热失控的电芯上，从而提升所述电池簇的安全性。

如上所述，本实用新型所述电池模块、电池簇及储能***，具有以下有益效果：

第一，所述电池模块通过在相邻的两个所述电芯之间设置所述缓冲件，能够根据所述缓冲件释放电芯充放电或老化时产生的膨胀力。另外，所述电池模块相比于常规的电池包设计，所述电池模块仅以下壳体支撑所述电芯堆叠体，省去了电池包外壳以及电池包中的模组外壳等结构，能够相应的降低生产成本和安装成本。

第二，所述电池簇中由于所述电池模块的结构，可以省去电池包外壳或电池包中的模组外壳，电芯可以直接成组并装配进电池簇中，从而提高电池簇级别的重量能量密度，同时省去相应的结构件可以降低电池簇的生产、安装成本。

第三，当所述电池簇内的电芯发生热失控时，可以直接通过所述消防装置作用在热失控的电芯上，从而提升所述电池簇的安全性。

附图说明

图1显示为本实用新型实施例所述电池模块组成结构的示意图。

图2显示为本实用新型实施例所述电池模块的整体结构示意图。

图3显示为本实用新型实施例所述电池簇组成结构的示意图。

图4显示为本实用新型实施例所述电池簇未被挡板件封装时的结构示意图。

图5显示为本实用新型实施例所述电池簇被挡板件封装时的结构示意图。

元件标号说明

110 电池模块

1110 下壳体

1120 预紧力施加组件

11210 端板

11220 绑带

1130 电芯堆叠体

11310 电芯

1140 缓冲件

1150 电池模块电气组件

1160 结构胶

10 电池簇

120 电池簇电气组件

130 电池簇支架

140 挡板件

1410 上盖板

1420 侧挡板

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

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该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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实用新型中的具体含义。在本实用新型中，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。

下面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详细描述。

如图1和图2所示，所述电池模块110包括：下壳体1110；电芯堆叠体1130，所述电芯堆叠体1130包括若干电芯11310，所述的电芯堆叠体1130设于所述下壳体1110上；预紧力施加组件1120，所述预紧力施加组件1120设于所述电芯堆叠体1130表面；缓冲件1140，所述缓冲件1140设于相邻的两个所述电芯11310之间，并与所述相邻的两个所述电芯11310接触；电池模块电气组件1150，所述电池模块电气组件1150设于所述电芯堆叠体1130表面，所述电池模块电气组件1150用于实现所述电芯11310之间的电连接。

可选地，所述下壳体1110可以包括：底板和侧栏，所述底板和侧栏一体成型。所述侧栏至少可以包括：第一侧栏、第二侧栏和第三侧栏，所述第一侧栏和所述第二侧栏对称设于所述底板的相对两侧，所述第三侧栏设于所述第一侧栏和所述第二侧栏之间，所述第三侧栏的高度高于所述第一侧栏和所述第二侧栏。两个所述电芯堆叠体1130可以并排设在所述底板上，所述底板可以包括第一底板和第二底板，所述第一底板和所述第二底板均可以支撑一个所述电芯堆叠体1130，所述第一底板和所述第二底板可以固定相连，也可以一体成型，本实施例对此并不做明确限制。

可选地，所述下壳体1110可以支撑一个或多个所述电芯堆叠体1130，当多个所述电芯堆叠体1130设于一个所述下壳体1110上时，所述电芯堆叠体1130之间具有通风区域，以满足电芯堆叠体1130的通风需求。

可选地，所述下壳体1110还包括若干加强筋，所述下壳体1110需要满足一定的结构强度要求，所述下壳体1110可以由钢或铝合金材料制成，可以通过钣金冲压、折弯、拼焊、压铸、挤出等工艺中的一种或几种组合加工而成。

可选地，所述下壳体1110还包括若干孔洞，所述孔洞设于所述下壳体表面，通过设置所述孔洞能够提高所述电池模块的110的散热能力。所述孔洞的设置和分布本实施例在此并不做明确限制。

可选地，所述电芯堆叠体1130由多个堆叠的电芯11310形成，所述电芯堆叠体1130可以为一排堆叠的电芯11310也可以为若干排堆叠的电芯11310，所述电芯11310可以为方壳电芯，所述电芯堆叠体1130内部电芯11310具体的堆叠方式本实施例在此不再过多赘述。

可选地，所述缓冲件1140可以为框体结构，并可以由缓冲材料制成，所述缓冲件1140可以通过相邻的两个所述电芯11310夹紧在两个所述电芯11310之间。

可选地，所述缓冲件1140可以为呈中空结构的框架，所述中空结构的框架可以包括气溶胶层和PCM结构层。

可选地，所述电池模块电气组件1150可以为框体结构，所述电池模块电气组件1150可以设于所述电芯堆叠体1130的顶面。所述电池模块电气组件1150上表面覆盖有绝缘材料，以保证所述电池模块电气组件1150与所述电芯11310之间的绝缘要求。所述电池模块电气组件1150可以用于实现电芯11310间的电连接，以及用于实现电芯温度采样和电压采样等功能。所述电池模块电气组件1150内部关于电气组件的具体结构本实施例在此不再赘述。

可选地，所述电芯堆叠体1130的侧面包括：电芯堆叠侧和非电芯堆叠侧，所述电芯堆叠侧可以为在所述电芯堆叠体1130中，由若干个所述电芯11310的一侧堆叠形成的侧面，所述非电芯堆叠侧可以为在所述电芯堆叠体1130中，由单个所述电芯1130的一侧形成的侧面。

可选地，所述预紧力施加组件1120用于为所述电芯堆叠体1130施加预紧力。所述预紧力施加组件1120可以包括若干端板11210，所述端板11210贴设于所述电芯堆叠体1130的非电芯堆叠侧。一个所述电芯堆叠体1130可以具有相对的两个所述非电芯堆叠侧，单个所述端板11210可以贴设在一个所述非电芯堆叠侧。

可选地，所述预紧力施加组件1120还可以包括绑带11220，所述绑带11220设于所述电芯堆叠体1130表面。所述绑带11220可以为框体结构，所述绑带11220可以套设于所述电芯堆叠体1130的顶部，所述绑带11220为金属或塑料材料，所述绑带11220中与所述电芯堆叠体1130接触的区域为绝缘区域。

可选地，所述电芯堆叠体1130可以通过结构胶1160粘接于所述下壳体1110上。所述结构胶1160可以为环氧结构胶或丙烯酸酯结构胶。

根据以上描述可知，本实施例所述电池模块110包括：下壳体1110；电芯堆叠体1130，所述电芯堆叠体1130包括若干电芯11310，所述的电芯堆叠体1130设于所述下壳体1110上；预紧力施加组件1120，所述预紧力施加组件1120设于所述电芯堆叠体1130表面；缓冲件1140，所述缓冲件1140设于相邻的两个所述电芯11310之间，并与所述相邻的两个所述电芯11310接触；电池模块电气组件1150，所述电池模块电气组件1150设于所述电芯堆叠体1130表面，所述电池模块电气组件1150用于实现所述电芯11310之间的电连接。

所述电池模块110通过在相邻的两个所述电芯11310之间设置所述缓冲件1140，能够根据所述缓冲件1140释放电芯充放电或老化时产生的膨胀力。另外，所述电池模块110相比于常规的电池包设计，所述电池模块110仅以下壳体1110支撑所述电芯堆叠体1130，省去了电池包外壳以及电池包中的模组外壳等结构，能够相应的降低生产成本和安装成本。

请参阅图3、图4和图5，本实施例提供一种电池簇10，所述电池簇10包括：图1所述的电池模块110；电池簇电气组件120；电池簇支架130，所述电池簇支架130包括若干个电池模块容纳空间和电池簇电气组件容纳空间，所述电池模块110设于所述电池模块容纳空间内，所述电池簇电气组件120设于所述电池簇电气组件容纳空间内，挡板件140，所述挡板件140设于所述电池簇支架130外表面上。

可选地，所述电池模块110中的所述下壳体1110与所述电池簇支架130固定连接，所述下壳体1110与所述电池簇支架130可以螺接或铆接。

可选地，所述电池簇支架130包括长方体框架、固设在所述长方体框架侧面的顶部与底部之间的限位杆以及所述若干与所述长方体框架的底面平行的支撑板，所述支撑板从所述长方体框架的底面至所述长方体框架的顶面间隔分布，所述支撑板与所述电池簇支架130固定连接。

可选地，所述电池容纳空间可以由相邻的所述支撑板与所述电池簇支架130形成，也可以由单个所述支撑板与所述电池簇支架130直接形成，所述支撑板可以包括第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板和所述第二支撑板均可以支撑起一个所述电池模块110。

可选地，所述电池簇电气组件120可以用于实现高压汇流、采样信号处理以及消防安全控制等功能。

可选地，所述挡板件140可以用于密封所述电池簇支架130，以实现防水和防尘的功能。通过所述挡板件140能够避免所述电池模块110受到破坏，从而提高所述电池模块110在所述电池簇10中的安全性。

可选地，所述挡板件140包括：若干侧挡板，所述侧挡板固定连接于所述电池簇支架130侧面的支架上；上盖板，固定连接于所述电池簇支架130顶面的支架上。

可选地，所述侧挡板包括：前挡板，固定连接于所述电池簇支架前面的支架上；后挡板，固定连接于所述电池簇支架后面的支架上；左挡板，固定连接于所述电池簇支架左侧面的支架上；右挡板，固定连接于所述电池簇支架右侧面的支架上。

可选地，所述前挡板、所述后挡板、所述左挡板、所述右挡板均设有通风管道和风扇容置区域。所述电芯产生的热量可以通过所述通风管道散到所述电池簇10外部。

可选地，所述电池簇10还可以包括消防装置，所述消防装置可以设于所述电池簇支架130内部。

可选地，所述消防装置可以包括喷淋装置，当所述电池簇10内部的电芯11310发生热失控时，所述喷淋装置可以直接喷淋在热失控的电芯上，从而实现簇级消防和包级消防一体化。所述喷淋装置可以为液体喷淋装置。

可选地，所述电池簇10还可以设有火情探测装置和报警器，所述火情探测装置和所述报警器电连接，当所述电池簇10内部的电芯11310燃烧时，电芯燃烧产生的气体被所述火情探测装置探测到，所述报警器发出警报。

根据以上描述可知，所述电池簇10包括：所述电池模块110，所述电池模块110之间电连接；电池簇电气组件120；电池簇支架130，所述电池簇支架130包括若干个电池模块容纳空间和电池簇电气组件容纳空间，所述电池模块110设于所述电池模块容纳空间内，所述电池簇电气组件设于所述电池簇电气组件容纳空间内；挡板件140，所述挡板件140固设于所述电池簇支架130外表面上。

所述电池簇10中由于所述电池模块110的结构，可以省去电池包外壳或电池包中的模组外壳，电芯可以直接成组并装配进电池簇10中，从而提高电池簇级别的重量能量密度，同时省去相应的结构件可以降低电池簇的生产、安装成本。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种电池模块，其特征在于，所述电池模块包括：

下壳体；

电芯堆叠体，所述电芯堆叠体包括若干电芯，所述的电芯堆叠体设于所述下壳体上；

预紧力施加组件，所述预紧力施加组件设于所述电芯堆叠体表面；

缓冲件，所述缓冲件设于相邻的两个所述电芯之间，并与所述相邻的两个所述电芯接触；

电池模块电气组件，所述电池模块电气组件设于所述电芯堆叠体表面，所述电池模块电气组件用于实现所述电芯之间的电连接。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述电芯堆叠体的侧面包括电芯堆叠侧和非电芯堆叠侧，所述预紧力施加组件包括若干端板，所述端板贴设于所述电芯堆叠体的非电芯堆叠侧。

3.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述电池模块电气组件上表面覆盖有绝缘材料。

4.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于，所述预紧力施加组件还包括绑带，所述绑带设于所述电芯堆叠体表面。

5.根据权利要求4所述的电池模块，其特征在于，所述绑带为金属或塑料材料，所述绑带中与所述电芯堆叠体接触的区域为绝缘区域。

6.一种电池簇，其特征在于，所述电池簇包括：

若干权利要求1-5任一项所述电池模块，所述电池模块之间电连接；

电池簇电气组件；

电池簇支架，所述电池簇支架包括若干个电池模块容纳空间和电池簇电气组件容纳空间，所述电池模块设于所述电池模块容纳空间内，所述电池簇电气组件设于所述电池簇电气组件容纳空间内；

挡板件，所述挡板件固设于所述电池簇支架外表面上。

7.根据权利要求6所述的电池簇，其特征在于，所述挡板件包括：

若干侧挡板，所述侧挡板固定连接于所述电池簇支架侧面的支架上；

上盖板，固定连接于所述电池簇支架顶面的支架上。

8.根据权利要求7所述的电池簇，其特征在于，所述侧挡板设有通风管道和风扇容置区域。

9.根据权利要求8所述的电池簇，其特征在于，所述电池簇还包括消防装置，所述消防装置设于所述电池簇支架内部。

10.一种储能***，其特征在于，包括：权利要求6-9任一项所述的电池簇。

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