储能电池包的制作方法

专利查询2022-7-1  73



1.本技术涉及能源存储技术领域,尤其涉及一种储能电池包。


背景技术:

2.随着第五代移动通信技术(5th generation mobile communicationtechnology,简称5g)网络的不断发展和普及,网络已经成为人们日常生活种不可或缺的一部分;在5g网络的备电中,多使用锂离子电池提供能量供给,随着基站基础设施的改建和新建基站的扩建,市场对于户外基站电池包的需求不断扩大。
3.由于传统铅酸蓄电池的电池系统能量较小,占用设施空间较大,不能满足长时间的供电,因此,锂离子电池包在户外基站的应用越来越广泛。锂离子电池包一般包括外壳、电池模组和电池管理系统(batterymanagement system,简称bms),其中,电池模组设置在外壳内,电池模组包括电芯模块和母排组件,母排组件包括第一母排和第二母排,第一母排与电芯模块的正极极耳电连接,第二母排与电芯模块的负极极耳电连接, bms设置在母排组件上方,并且与母排组件电连接。
4.然而,上述锂离子电池包的极耳易存在连接稳定差的问题。


技术实现要素:

5.鉴于上述问题,本技术提供一种储能电池包,能够降低极耳组件的应力,提高极耳组件的连接稳定性。
6.为了实现上述目的,本技术实施例提供如下技术方案:
7.本技术提供一种储能电池包,该储能电池包包括外壳和电芯模组,所述外壳具有容置腔,所述电芯模组位于所述容置腔内,所述容置腔内还设置有极耳组件,所述极耳组件和所述电芯模组电连接。
8.所述储能电池包具有相对设置的第一端和第二端,所述外壳上设置有支座,所述支座位于所述第一端,所述极耳组件位于所述第二端。
9.所述储能电池包还包括电池管理系统,至少部分所述电池管理系统位于所述第二端,且至少部分所述电池管理系统位于所述容置腔内,所述极耳组件与所述电池管理系统电连接。
10.在上述的储能电池包中,可选的是,所述支座包括间隔设置的第一支座和第二支座,所述电池管理系统位于所述第一支座和所述第二支座之间。
11.在上述的储能电池包中,可选的是,所述电池管理系统包括功率板、采集板和功率连接器,所述功率板和所述功率连接器均设置在所述外壳上,所述采集板通过固定柱连接在所述功率板上。
12.所述功率板和/或所述采集板与所述功率连接器电连接,所述采集板和所述功率板位于所述容置腔内,所述功率连接器位于所述外壳的外部。
13.在上述的储能电池包中,可选的是,所述采集板的板面和所述功率板的板面均垂
直于所述电芯模组位于所述第一端的端面。
14.和/或,所述采集板的板面和所述功率板的板面相互平行,所述采集板和所述功率板之间具有间隙。
15.在上述的储能电池包中,可选的是,所述容置腔内还设置有线束组,所述线束组包括第一线束和第二线束,所述第一线束电连接所述电池管理系统和所述极耳组件,所述第二线束电连接所述电池管理系统和所述电芯模组。所述线束组中的一部分线束位于所述电芯模组的第一侧,所述线束组中的另一部分线束位于所述电芯模组的第二侧,所述第一侧和所述第二侧相对设置。
16.在上述的储能电池包中,可选的是,所述极耳组件包括极耳和电路板,所述极耳电性连接所述电芯模组和所述电路板;所述电路板和所述电池管理系统电性连接。
17.所述极耳组件还包括支架和母排,所述支架和所述母排均位于所述极耳和所述电路板之间,所述母排和至少部分所述极耳均固定在所述支架上,所述母排电性连接所述极耳和所述电路板。
18.在上述的储能电池包中,可选的是,所述极耳组件靠近所述外壳的一侧设置有挡板,所述挡板为绝缘件。
19.和/或,所述支架为塑胶件。
20.在上述的储能电池包中,可选的是,所述容置腔内设置有加热组件,所述电芯模组包括多个相互连接的电芯,至少部分所述加热组件位于所述电芯的外周,所述加热组件与所述电池管理系统电连接。
21.在上述的储能电池包中,可选的是,所述加热组件包括加热件和导热件,所述加热件包括第一加热件和/或第二加热件,所述第一加热件和/或所述第二加热件位于所述电芯模组在第一方向上的相对两端,所述第一端和所述第二端位于第二方向上,所述第一方向与所述第二方向垂直;
22.所述导热件为多个,每个所述导热件一一对应围设在每个所述电芯的至少部分外周面上。所述导热件的相对两端与所述第一加热件和/或所述第二加热件连接。
23.在上述的储能电池包中,可选的是,所述外壳包括相互盖合的盖体和壳体,所述盖体和所述壳体围成所述容置腔,所述盖体和所述壳体的连接处设置有密封圈。
24.所述电池管理系统和所述支座均设置在所述壳体上。
25.本技术提供的储能电池包,通过将电池管理系统设置在储能电池包的第一端,以及将极耳组件设置在储能电池包的第二端,也就是使极耳组件位于储能电池包的“顶部”,这样,储能电池包在使用时,可以避免极耳组件受到其他部件施加的应力,使极耳组件连接稳定性更好。并且将极耳组件和电池管理系统设置在储能电池包的相对两端,使储能电池包的整体布局更合理,整体尺寸更小。
26.本技术的构造以及它的其他申请目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申
请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本技术实施例提供的储能电池包的爆炸图;
29.图2为本技术实施例提供的储能电池包(不含盖体)的结构示意图;
30.图3为本技术实施例提供的储能电池包(不含盖体)的俯视图;
31.图4为本技术实施例提供的储能电池包中的电芯模组、电池管理系统和极耳组件的结构示意图;
32.图5为本技术实施例提供的储能电池包中的电芯模组、电池管理系统和极耳组件的俯视图。
33.附图标记说明:
34.100-储能电池包;
35.101-第一端;
36.102-第二端;
37.10-外壳;
38.11-盖体;
39.12-壳体;
40.13-把手;
41.14-吊钩;
42.20-电芯模组;
43.21-第一侧;
44.22-第二侧;
45.30-容置腔;
46.40-极耳组件;
47.41-电路板;
48.42-支架;
49.43-母排;
50.44-挡板;
51.50-电池管理系统;
52.51-功率板;
53.52-采集板;
54.53-功率连接器;
55.54-固定柱;
56.60-支座;
57.61-第一支座;
58.62-第二支座;
59.70-线束组;
60.80-加热组件;
61.81-加热件;
62.82-导热件。
具体实施方式
63.正如背景技术所述,相关技术中的bms设置在母排组件上方,极耳与母排组件焊接连接,然而,电池包在装配完成后,由于极耳上方设置有bms 等部件,在重力作用下,极耳上方的部件给极耳施加向下的力,导致极耳在焊缝处发生应力集中,从而使极耳易发生损坏,影响极耳的连接稳定性。
64.本技术提供的储能电池包,通过将电池管理系统设置在储能电池包的第一端,以及将极耳组件设置在储能电池包的第二端,也就是使极耳组件位于储能电池包的“顶部”,这样,储能电池包在使用时,可以避免极耳组件受到其他部件施加的应力,使极耳组件连接稳定性更好。并且将极耳组件和电池管理系统设置在储能电池包的相对两端,使储能电池包的整体布局更合理,整体尺寸更小。
65.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本技术的优选实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中,自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本技术,而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本技术的实施例进行详细说明。
66.图1为本技术实施例提供的储能电池包的爆炸图。图2为本技术实施例提供的储能电池包(不含盖体)的结构示意图。图3为本技术实施例提供的储能电池包(不含盖体)的俯视图。图4为本技术实施例提供的储能电池包中的电芯模组、电池管理系统和极耳组件的结构示意图。图5为本技术实施例提供的储能电池包中的电芯模组、电池管理系统和极耳组件的俯视图。
67.参照图1-图5所示,本技术实施例提供一种储能电池包,该储能电池包100包括外壳10和电芯模组20,外壳10具有容置腔30,电芯模组20位于容置腔30内,容置腔30内还设置有极耳组件40,极耳组件40和电芯模组 20电连接。储能电池包100具有相对设置的第一端101和第二端102,外壳 10上设置有支座,支座位于第一端101,极耳组件40位于第二端102,这样,储能电池包100装配完成后,极耳组件40位于储能电池包100的“顶部”,储能电池包100在使用时,可以避免极耳组件40受到其他部件施加的应力,使极耳组件40连接稳定性更好。
68.此外,储能电池包100还包括电池管理系统50,电池管理系统50位于第二端102,且至少部分电池管理系统50位于容置腔30内,极耳组件40与电池管理系统50电连接。将极耳组件40和电池管理系统50设置在储能电池包100的相对两端,使储能电池包100的整体布局更合理,整体尺寸更小。
69.需要说明的是,电池管理系统50可以智能化管理及维护电芯模组20,防止电芯模组20出现过充电和过放电,延长储能电池包100的使用寿命,监控储能电池包100的状态。
70.需要说明的是,在本技术实施例中,外壳10包括相互盖合的盖体11和壳体12,盖体11和壳体12围成容置腔30,电池管理系统50和支座均设置在壳体12上。盖体11和壳体12的连接处可以设置有密封圈(未示出),密封圈可以使盖体11和壳体12的连接更稳固,密封性能更好。
71.需要说明的是,如图3所示,在储能电池包100的第二端102,壳体12 上还设置有把手13和吊钩14,吊钩14可以便于利用机械工具对储能电池包 100进行吊装,把手13可以便于用户握持,把手13和吊钩14可以使储能电池包100的安装和装配更方便。
72.在一种可以实现的实施方式中,支座包括间隔设置的第一支座61和第二支座62,第一支座61和第二支座62可以分别位于电芯模组20的第一侧21 和第二侧22,因此,第一支座61和第二支座62之间具有容纳空间,部分电池管理系统50可以位于该容纳空间内。这样,利用第一支座61和第二支座 62之间的空间,优化了电池管理系统50的布局,使储能电池包100的整体结构更紧凑,尺寸更小。
73.在一种可以实现的实施方式中,参照图1和图4所示,电池管理系统 50包括功率板51、采集板52和功率连接器53,功率板51和功率连接器53均设置在壳体12上,采集板52通过固定柱54连接在功率板51上。功率板51和采集板52均与功率连接器53电连接,采集板52和功率板51 位于容置腔30内,功率连接器53位于壳体12外部。此外,采集板52的板面和功率板51的板面均垂直于电芯模组20靠近第一端101的端面,并且,采集板52的板面和功率板51的板面相互平行,功率板51和采集板 52之间具有间隙,部分功率连接器53位于该间隙内。这种排布方式,一方面使采集板52和功率板51排布比较规整,有利于内部走线,另一方面便于装配采集板52、功率板51和功率连接器53。
74.在一种可以实现的实施方式中,容置腔30内还设置有线束组70,线束组70可以包括第一线束和第二线束,第一线束电连接电池管理系统50和极耳组件40,第二线束电连接电池管理系统50和电芯模组20。
75.具体的,第一线束可以包括功率线束和电压采集线束,其中,功率线束的一端与电池管理系统50电连接,功率线束的另一端与母排43电连接。功率线束可以包括第一功率线束和第二功率线束,母排43可以包括第一母排和第二母排,第一功率线束电连接第一母排和电池管理系统50,第二功率线束电连接第二母排和电池管理系统50。电压采集线束的一端与电池管理系统50 电连接,电压采集线束的另一端设有电压采集端子,电压采集端子固定于母排43上,电压采集线束可通过电压采集端子采集母排43上的电流电压信号,并传输至电池管理系统50,以使电池管理系统50获取电芯模组20的实时电流电压参数,以对电芯模组20进行控制和管理。
76.具体的,第二线束可以包括温度采集线束,温度采集线束的一端与电池管理系统50电连接,温度采集线束的另一端设有温度采集端子,温度采集端子固定于电芯模组20的电芯上,温度采集线束可以通过温度采集端子采集电芯的温度,并传输至电池管理系统50,以使电池管理系统50获取电芯模组 20的实时温度参数,以对电芯模组20进行控制和管理。
77.需要说明的是,功率线束接入电池管理系统50的一端可以与功率板51 电连接,电压采集线束和温度采集线束接入电池管理系统50的一端可以与采集板52电连接。
78.需要说明的是,在线束组70的具体排布中,线束组70中的一部分线束可以位于电芯模组20的第一侧21,线束组70中的另一部分线束可以位于电芯模组20的第二侧22,第一侧21和第二侧22相对设置。示例性的,第一功率线束可以位于第一侧21,第二功率线束、温度采集线束和电压采集线束可以位于第二侧22,本技术实施例对线束组70的具体排布不作限制。
79.在一种可以实现的实施方式中,极耳组件40包括极耳(未示出)和电路板41,极耳
电性连接电芯模组20和电路板41。电路板41和电池管理系统50电性连接。极耳组件40还包括支架42和母排43,支架42和母排43均位于极耳和电路板41之间,母排43和至少部分极耳均固定在支架42上,母排43电性连接极耳和电路板41。
80.具体的,母排43可以可拆卸地连接在支架42上,母排43和极耳可以采用焊接的连接方式进行连接,例如是激光焊接或超声波焊接。极耳可以包括正极耳和负极耳,正极耳和第一母排焊接,负极耳和第二母排焊接。通过设置支架42,在对极耳进行焊接时,可以对极耳提供支撑力,方便进行快速焊接,能够提高储能电池包100的制作效率。
81.需要说明的是,母排43可以是铝排或铜排,本技术实施例对母排43 的具体材质不作限制。
82.在一种可以实现的实施方式中,极耳组件40靠近外壳10的一侧设置有挡板44,挡板44为绝缘件。通过设置挡板44,可以避免极耳组件40 中的母排43与壳体12电接触,防止发生短路,保证储能电池包100的安全性能。
83.可以理解的是,挡板44可以是塑胶件,也可以是表面设置有绝缘胶或绝缘纸的绝缘件,本技术实施例对挡板44的具体绝缘方式不作限制。
84.在一种可以实现的实施方式中,支架42为塑胶件,这样,一方面不会影响母排43和极耳的焊接,另一方面可以避免第一母排和第二母排电接触,防止发生短路,保证储能电池包100的安全性能。
85.在一种可以实现的实施方式中,电路板41为一体成型件。需要说明的是,电路板41可以为柔性电路板,其中,柔性电路板的基材可以是聚酰亚胺或聚酯薄膜。柔性电路板具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点。通过采用集成化柔性电路设计,有利于一体化焊接,可以减少零部件的装配和定位,降低生产成本。
86.在一种可以实现的实施方式中,容置腔30内设置有加热组件80,电芯模组20包括多个相互连接的电芯,至少部分加热组件80位于电芯的外周,加热组件80和电池管理系统50电连接。
87.具体的,如图1所示,加热组件80包括加热件81和导热件82,加热件 81包括第一加热件和第二加热件,第一加热件和第二加热件分别位于电芯模组20在第一方向a上的相对两端,第一端101和第二端102位于第二方向b 上,第一方向a与第二方向b垂直。
88.导热件82为多个,每个导热件82一一对应围设在每个电芯的至少部分外周面上。此外,导热件82的相对两端分别与第一加热件和第二加热件连接,这样,第一加热件和第二加热件的热量可以传递给导热件82。
89.具体的,加热件81可以包括加热膜和电阻丝,加热膜可以为聚酰亚胺 (polyimide,简称pi)膜,聚酰亚胺膜是性能较好的薄膜类绝缘材料,其包括均苯型聚酰亚胺薄膜和联苯型聚酰亚胺薄膜两种,聚酰亚胺膜具有优异的耐热性,优异的机械性能,良好的柔软性,良好的化学稳定性和耐湿热性,以及良好的绝缘性能。电阻丝可以位于加热膜内,电阻丝通电后散发大量的热量,通过导热件82将热量传递给电芯。可以理解的是,导热件82可以是导热性能较好的金属材料,例如,导热件82可以是导热铝板。
90.可以理解的是,电芯模组20与外壳10之间还可以设置有侧板、顶板和底板,侧板、顶板和底板围设在电芯模组20的外周,第一加热件可以位于顶板和电芯模组20之间,第二加热件可以位于底板和电芯模组20之间。具体的,第一加热件和顶板之间,以及第二加热件
和顶板之间还可以设置有隔热件,隔热件可以阻止加热件81的热量传递给顶板和底板,使热量尽可能全部传递给加热件81,提高加热组件80的加热效率。
91.需要说明的是,线束组70还可以包括加热线束,加热线束电连接加热件 81和电池管理系统50,当电池管理系统50监测到环境温度或电芯模组20的温度较低时,电池管理系统50可以通过加热线束控制加热件81进行加热,导热件82将热量传递给电芯。这样,可以保证电芯始终处于比较适宜的工作温度,使储能电池包100可以适用于户外低温环境,提高储能电池包100的气候适应能力。
92.在本技术中,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技术中的具体含义。
93.在本技术的描述中,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”、“轴向”、“径向”、“周向”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技术和简化描述,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技术的限制。
94.需要说明的是,在本技术的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件,而不能理解为指示或暗示顺序关系、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至少一个该特征。
95.最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。

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