电池包组件及储能设备的制作方法

1.本技术属于电源技术领域，具体涉及一种电池包组件及储能设备。


背景技术：

2.储能设备，例如汽车用电源，工业或者民用电源等，内部的电池包能够储存大量的电能。但现有电池包的内部结构设计复杂而且导致体积较大或者占用空间较大，进而也会导致整个储能设备体积较大，给使用带来较多不便；现有的电池包的电路板没有任何防护，使电路板上的元器件在装配的过程中可能被其他部件碰撞到，导致电路板上的元器件损坏失效的情况。


技术实现要素：

3.针对上述技术问题，本技术提供了一种电池包组件及储能设备，以改善现有技术中电池包组件体积较大、电路板无防护的问题。
4.为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种电池包组件，包括壳体、电池包、电路板及保护板；其中，壳体的内部开设有容置腔，壳体的侧壁开设有检修窗口，检修窗口连通所容置腔；电池包容置于容置腔中，电路板安装于电池包面向检修窗口的一侧，保护板罩设于电路板远离电池包的一侧，以用于保护电路板上向外裸露的元器件。
5.为解决上述技术问题，本技术采用的另一个技术方案是：提供一种储能设备，包括壳体和设置于壳体内的上述电池包组件。
6.本技术的有益效果是：通过在电池包组件的壳体中设置容置腔和检修窗口，并将电池包容置于容置腔内，电路板容置于检修窗口中，且电路板能够通过检修窗口进行维护；保护板罩设于电路板远离电池包的一侧，使电路板能得到较好的防护；电路板设置于检修窗口中且安装于电池包朝向检修窗口的一侧，不需要放置在壳体外占用额外的空间，进而可以减少电路板额外的占用空间，结构简单，有效提高整体结构的紧凑性，减少电池包组件的体积和占用空间。
附图说明
7.图1是本技术储能设备实施例的结构示意图；
8.图2是本技术电池包组件一实施例的整体结构示意图；
9.图3是图2所示电池包组件的爆炸结构示意图；
10.图4是图2所示电池包组件中壳体在一视角下的结构示意图；
11.图5是图2所示电池包组件中壳体在另一视角下的侧视结构示意图；
12.图6是图3的局部放大示意图；
13.图7是如图2所示的电池包组件中电池包的结构示意图；
14.图8是图7所示的电池包的爆炸结构示意图；
15.图9是图8所示电池包中电池模组的爆炸结构示意图；
16.图10是如图2所示的电池包组件中保护板的结构示意图；
17.图11是本技术电池包组件另一实施例的整体结构示意图。
具体实施方式
18.下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本技术的实施方式，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其他实施方式，都属于本技术保护的范围。
19.本技术储能设备实施例描述的储能设备10包括外壳11、电池包组件12和连接端子13，电池包组件12设置于外壳11内，连接端子13安装在外壳11上，并与电池包组件12电性连接。外壳11可以保护内部的电池包组件12免受外部灰尘、水汽的侵扰。连接端子13可以是输出插座(如220v交流电插座)、输入插座(如220v充电插座)或输入输入输出一体化插座(如xt150插头)，电池包组件12可以通过连接端子13实现充电或放电。
20.请参阅图1，图1是本技术储能设备实施例的结构示意图。如图1所示，外壳11内可以设置有容置腔(图未示)，以便于将电池包组件12容置于外壳11内。具体地，电池包组件12和外壳11均可设置有安装孔(图未示)，电池包组件12可通过安装孔配合螺钉等紧固件固定安装于外壳11内，以增加电池包组件12在外壳11内的稳定性。
21.关于本实施例的电池包组件12的内容可以参照下述本技术电池包组件实施例的详细描述。
22.请参阅图2和图3，图2是本技术电池包组件一实施例的整体结构示意图，图3是图2所示电池包组件的爆炸结构示意图。如图2和图3所示，本技术电池包组件实施例中的电池包组件12可以包括：壳体100、电路板200、电池包300以及保护板400。
23.请参阅图4，图4是图2所示电池包组件中壳体在一视角下的结构示意图。如图3和图4所示，壳体100的内部开设有容置腔101。壳体100的侧壁开设有检修窗口102，且检修窗口102连通容置腔101。电池包300容置于容置腔101内，电路板200安装于电池包300面向检修窗口的一侧。保护板400可以用于保护电路板200。
24.其中，容置腔101形成电池包300的容置空间，将电池包300容置于容置腔101内，可以避免电池包300直接暴露于外部空间，以对电池包300进行保护。
25.进一步地，请参阅图2和图3，壳体100的顶壁100b和/或底壁100c(图未示)开设有连通容置腔101的多个散热孔103以及设置有呈网状设置的加强筋130，加强筋130的每个网孔内围设有至少一个散热孔103。
26.通过设置网状的加强筋130，可以实现加强筋130之间的相互支撑，避免单独或者分离的加强筋在承重时部分断裂进而导致整体加强筋的强度大幅度减弱，进而增加加强筋130的强度，提高加强筋的稳定性。
27.进一步地，如图2和图3所示，壳体100的顶壁100b和底壁100c朝向容置腔101的一侧和/或背离容置腔101的一侧，均可设置加强筋130，加强筋130的形状可以如图2中所示的网状，也可以是其他的形状，例如可以是条状，此处不做限制。本实施例中，壳体100的顶壁100b和底壁100c上呈网状设置的加强筋130进一步呈蜂窝状设置，且设置于壳体100的顶壁100b和/或所述底壁100c的外侧。具体地，加强筋130可以在壳体100的顶壁100b和底壁100c
背离容置腔101的一面上围设形成如图2所示、均匀分布的六边形网孔，也可以设置为围设形成三角形、矩形、圆形等形状的网孔，以增加壳体100顶壁100b和/或底壁100c的强度，提高电池包组件12的承压能力，加强对容置腔101内电池包300及检修窗口102内电路板200的保护。
28.相对于三角形、矩形等形状的网孔设置，呈六边形蜂窝状设置网孔，在其所在的壁面承受平行方向的压力时，例如顶壁100b承受来自侧壁垂直方向的压力时，六边形的网孔可以将侧壁垂直方向的压力分布到更多的由加强筋130形成的棱边上，进而减少单独棱边承受的压力，提高加强筋130在各个方向的承重能力，使得顶壁100b和底壁100c更加不易因受其他方向的挤压力而发生变形刮伤电池包300和电路板200。在受到各个方向的挤压力时，顶壁100b和底壁100c可以更大程度地减少电池包300及电路板200受到的损害。
29.在本实施例中，壳体100的顶壁100b和底壁100c上进一步设有与容置腔101连通的多个散热孔103。散热孔103可均匀分布于壳体100的顶壁100b和底壁100c上，可以是设置于呈网状设置的加强筋130围设形成的网孔中。加强筋130可以设置为形成均匀分布的网孔，在均匀分布的每个网孔中均设置一个散热孔103。加强筋130可进一步设置为蜂窝状，且蜂窝状的加强筋130的每个网孔内围设有至少三个散热孔103，进而形成在壳体100的顶壁100b和底壁100c上均匀分布的多个散热孔103。如图2所示，散热孔103的形状可以是本实施例中的圆孔状，也可以是菱形孔状、矩形孔状、椭圆形孔状等，此处不做限制。
30.其中，蜂窝状的加强筋130可增加壳体100顶壁100b和底壁100c的承压能力，在加强筋130围设的每个网孔均设置散热孔103，可以增加容置腔101与外部空间的空气流通通道，增加容置腔101与外部空间的空气流通，进而当容置腔101内部的电池包300产生热量时，可以提高散热速度。
31.进一步地，请参阅图5，图5是图2所示电池包组件中壳体在另一视角下的侧视结构示意图。如图5所示，本实施例中，在壳体100的侧壁100d也可以设置加强筋130以及与容置腔101连通的多个散热孔103，侧壁100d上加强筋130可以设置在侧壁100d朝向容置腔101的一面和/或侧壁100d背离容置腔101的一面，加强筋130和散热孔103的设置与上文中的相同，此处不再赘述。
32.壳体100侧壁100d的加强筋130的设置，可以增加壳体100侧壁100d的强度，散热孔103的设置可以增加容置腔101与外部空间的空气流通方向，即容置腔101内部的电池包300不仅可以通过上下两个方向的散热孔103散发热量，也可以通过侧壁100d的散热孔103散发热量。多方向、多个散热孔103的设置，使得容置腔101内部更易形成空气对流，加快热量散发速度。
33.进一步地，如图3所示，壳体100包括上壳体110和下壳体120。如图2所示，壳体100外侧壁设有若干连接柱170a和安装柱170b，其中连接柱170a用于上壳体110和下壳体120的安装固定，安装柱170b用于在壳体100的上端通过固定件(图未示)安装外部架设组件(图未示)。其中，与安装柱170b相邻部位的外侧壁进一步开设有避位孔106。在外部架设组件固定安装时，避位孔106可以增加固定件的安装空间，防止固定件安装在壳体100上时安装面凹凸不平，进而增加壳体100安装操作的便捷性。
34.进一步地，如图2所示，壳体100的外侧壁还开设有若干安装柱190a，安装柱190a可连接壳体100和外壳11的底壳11a、前盖11b或后盖11c，用于将壳体100固定于储能设备10的
外壳11内。其中安装柱190a均朝向壳体100侧壁垂直的方向开口，以便于从壳体100的周向方向将电池包组件12固定于储能设备10的外壳11内，增加电池包组件12的安装稳定性。进一步地，壳体100上也可设置若干固定孔105，以进一步加强外壳11和电池包组件12的相对位置的固定。
35.具体地，安装柱190a内部均可以设置金属螺纹套筒，以增强安装柱190a的牢固性，延长安装柱190a的使用周期，增强外壳11与电池包组件12安装的稳定性。
36.进一步地，如图3和图4所示，电池包300容置于容置腔101内。壳体100的顶壁100b和/或底壁100c朝向容置腔101的内侧设有定位柱140和第一支撑板150，定位柱140用于对电池包300进行定位，第一支撑板150连接定位柱140和壳体100的顶壁100b和/或底壁100c，以用于支撑定位柱140。在电池包300的重量较大时，定位柱140不仅需要对电池包300进行限位，还需要支撑电池包300，使得定位柱140的承重大大增加。
37.请参阅图6，图6是图3的局部放大示意图。如图6所示，第一支撑板150与定位柱140连接并围设在定位柱140的外围，可以分担定位柱140所承受的重量，且从外围方向增加了定位柱140的稳定性和承重能力，进而增加定位柱140的使用寿命，提高电池包300安装的稳定性。
38.具体地，可以设置定位柱140的数量为若干，第一支撑板150与定位柱140连接且一一对应。请参阅图7，图7是如图2所示的电池包组件中电池包的结构示意图。如图7所示，电池包300可设有与定位柱140一一对应的定位槽302。电池包300的体积可以设置为小于容置腔101的体积。当电池包300容置于容置腔101中时，电池包300可与容置腔101的腔壁保持一定间隔，且定位柱140与定位槽302相匹配并插设于定位槽302中，进而实现定位柱140对电池包300的进行限位，减少电池包300在容置腔101内的晃动和位移，增加电池包300安装的稳定性。且电池包300与容置腔101的腔壁之间保持一定间隔，便于电池包300热量的散发。
39.进一步地，如图7所示，电池包300的对应侧面设有凸起的电池把手330。进一步地，如图4所示，壳体100的部分侧壁向外拱起，拱起的部分侧壁在外侧对应凸起形成把手部160，凸起的部分所述侧壁在内侧对应凹陷形成凹槽104。当电池包300容置于容置腔101中，电池把手330与凹槽104相对应并容置于凹槽104中。在使用过程中，把手部160的设置便于电池包组件12的取放，也给电池把手330提供了容置空间，可减少结构空间的浪费，提高结构的紧凑性。
40.具体地，把手部160的位置可根据电池把手330的位置进行调整设置，在不影响安装的情况下，把手部160的设置位置不做限制。
41.进一步地，如图7所示，电池包300可以包括两个电池模组，两个电池模组可以相同，例如可以是电池模组310。两个电池模组310相对组合拼接后固定安装形成电池包300，两个电池模组310的和结构可以设置为相同，以便于两个电池模组310在组合安装时可相互通用。其中，电池模组310设有把手311，两个电池模组310的把手311拼接后可以形成电池把手330并容置于凹槽104中，把手311的设置便于两个电池模组310的取放及固定安装。
42.进一步地，如图3所示，电池包300朝向检修窗口102的一侧设置有限位板350和第二支撑板340。限位板350抵接电路板200的板缘，朝向壳体100的顶壁100b的顶面和/或朝向壳体100的底壁100c的底面，以对与电池包300固定连接的电路板200进行限位。第二支撑板340用于抵接电路板200朝向电池包300的侧面，以防止电路板200固定安装后大面积悬空，
减少电路板200受到压力时变形弯曲。其中，限位板350和第二支撑板340的数量均为若干，具体的位置和数量可根据具体的电路板200的安装位置及安装要求灵活设置。
43.具体地，请参阅图8和图9，图8是图7所示电池包的爆炸结构示意图。图9是图8所示电池包中电池模组的爆炸结构示意图。如图9所示，电池模组310包括第一铜片312、第一镍片313、第一内壳314、电池芯组315、第二内壳316、第二镍片317、第二铜片318以及绝缘片319，第一内壳314和第二内壳316可拆卸连接以用于容纳电池芯组315。其中，第一内壳314上设有限位板350和第二支撑板340。其中，第一镍片313和第二镍片317分别从电池芯组315的上端和下端连接各个电芯3151，且第一铜片312与第一镍片313压接，形成电池模组310的正极，第二铜片318与第二镍片317压接，形成电池模组310的负极。铜片与镍片压接相比于单独的镍片，可增强过流能力。
44.进一步地，两个电池模组310通过拼接平面对称相对拼接，两个电池模组310的绝缘片319在拼接平面相互对接，可以避免两个电池模组310的接触短路。
45.进一步地，第一内壳314和第二内壳316上均设置有多个电芯槽315a。其中，电池芯组315包括多个电芯3151，第一内壳314设置的电芯槽315a，与第二内壳316设置的电芯槽315a一一对应，并与电池芯组315的各个电芯3151一一对应，以容置各个电芯3151。其中，所有电芯槽315a各自的四角分别设置有中空的限位柱315b，以对电池芯组315的各个电芯3151进行周向限位。限位柱315b可以均设置为中空结构，以便于电芯槽315a内的电芯3151可通过四周的限位柱315b周向散发热量。
46.进一步地，第一内壳314和第二内壳316的底部分别设有一一对应的连接孔(图未示)。连接孔与电池芯组315的各个电芯3151一一对应，各个电芯3151可通过各自对应的连接孔与镍片连接。第一内壳314和第二内壳316的底部进一步各自设有散热孔(图未示)，散热孔与限位柱315b连通，设置于限位柱315b背离电池芯组315的一端且与限位柱315b一一对应，以便于电池芯组315的各个电芯3151通过限位柱315b周向散发的热量经散热孔轴向散发出去。
47.进一步地，第一镍片313和第二镍片317均各自设有多个连接片3131、3171。连接片3131与第一内壳314上的连接孔一一对应，连接片3171与第二内壳316上的连接孔一一对应，以便于电池芯组315的各个电芯3151可通过连接孔与连接片3131和连接片3171接触。具体地，连接片3131和连接片3171可均设为朝向电池芯组315的一侧呈下凹状，以便于与电池芯组315的各个电芯3151的固定连接。
48.进一步地，绝缘片319上设有与第二内壳316上的散热孔一一对应的通孔3191，以便于电池芯组315通过通孔3191将热量散发至容置腔101中，并通过容置腔101的散热孔103将热量散发至外部空间。
49.具体地，如图8和图9所示，电池模组310的限位板350设置于第一内壳314上，且限位板350的数量为至少两个。在安装电路板300的过程中，两个电池模组310相对拼接组装，两个电池模组310第一内壳314上的限位板350分别位于电池包300的上下两端，并分别抵接电路板200的顶面和底面，同一个第一内壳314上的至少两个限位板350可分别抵接电路板200的两个侧面，以从四个对角方向对电路板200进行限位。
50.两个电池模组的限位板350的具体结构可以相同也可以不同，同一个电池模组的限位板350的结构也可以设为不相同，限位板350的具体结构、位置和数量可根据电路板200
的形状和大小灵活设置，不限于本实施例的设置方式。本实施例中，限位板350的数量可以设置为四个，如图2所示，四个限位板350可以分别抵接电路板200四角的四个缺口，以对电路板200的安装位置进行限位，并减小电路板200安装的位置偏差。
51.进一步地，第二支撑板340的数量也可以设置为若干，位置可以设置于电池包300朝向电路板200安装的一侧，第二支撑板340的凸出电池包300的高度可略低于电路板200在电池包300上的安装高度，防止电路板200在承受一定压力时，电路板200受力后弯曲过大而导致电路损坏。
52.具体地，电路板200可以为bms电路板，bms是battery management system即电池管理系统，以对电池包300进行控制和管理。电路板200可容置于检修窗口102中，并与电池包300固定连接。如图3所示，将电路板200容置于检修窗口102中，电路板200可部分也可全部均可通过检修窗口102接触或者可视，便于通过检修窗口102对电路板200进行维护及管控。具体地，电路板200也可以设置为凸出于壳体100以封堵检修窗口102，可根据电路板200的结构以及具体使用要求进行设置，此处不做限制。使用电路板200与电池包300固定连接且可通过检修窗口102维护的结构设置，可节约壳体100的材料使用及整体重量，还可减少电路板200在壳体100之外占据额外的容置空间，增加结构设置的紧凑性。
53.进一步地，电池包组件12包括保护板400，如图2和图3所示，保护板400罩设于电路板200远离电池包300的一侧，且保护板400连接于电路板200远离容置腔101的一侧，即保护板400覆盖电路板200裸露于壳体100之外的一面，以对电路板200上向外裸露的元器件进行保护，防止在装配过程中碰撞到元器件。
54.具体地，请参阅图10，图10是如图2所示的电池包组件中保护板的结构示意图。如图10所示，保护板400设置有卡扣401，卡扣401的数量为至少两个，可锁扣于电路板200上。卡扣401可设置于保护板400的至少两个相对侧边除，电路板200与保护板400固定安装时，保护板400先通过卡扣401锁扣于电路板200上进行定位以将保护板400准确安装在电路板200上，使bms电路板和保护板400保持相对固定，减少因位置安装偏差过大导致保护板400对电路板200上的元件造成的刮蹭。
55.进一步地，保护板400开设有若干第一固定孔402，如图3所示，电路板200上开设有位置与第一固定孔402相匹配的第二固定孔201。保护板400通过卡扣401与电路板200的位置保持相对固定之后，保护板400和电路板200之间通过插设于第一固定孔402和第二固定孔201的紧固件(图未示)固定，以进一步固定连接电路板200和保护板400，进而进一步降低保护板400与电路板200的相对位移，保持安装的稳定性，减少对电路板200上元件的损害。
56.如图10所示，保护板400沿厚度方向开设有贯穿其两侧的多个避让孔403，部分元器件朝向保护板400的一端容置于避让孔403中。其中，避让孔403的深度大于或者等于对应容置于其内的元器件的高度，以使得元器件不凸出于对应的避让孔403外。具体地，不需要对其进行操作的元器件对应的避让孔403背离电路板200的一侧可以封堵，以便于对元器件进行保护；需要对其进行操作的元器件对应的避让孔403背离电路板200的一侧可以设为开口，以便于对元器件执行对应的操作。通过上述方法，保护板400可以避免电路板200及电路板200上的元器件在壳体100外的暴露，减少外界对电路板200及电路板200上元器件不必要的损害，进而可提高电路板200及电路板200上元器件的使用安全性和使用寿命。
57.进一步地，如图10所示，保护板400上还可设置多个散热孔404，以便于对电路板
200上的元器件和电池包300产生的热量通过散热孔404散出。其中，散热孔404的形状可以是图10中的圆孔状，也可以是三角形孔、矩形孔等形状，在不影响整体安装协调的情况下，散热孔404的位置、数量和具体形状均可根据应用的便捷性进行相应地调整，此处不做限制。
58.进一步地，请参见图11，图11是本技术电池包组件另一实施例的结构示意图。与上一实施例相比，本实施例中电池包壳体100设有检修窗口102的一侧上端进一步设置有插座安装板180，且插座安装板180上设有用于安装插座的插座安装孔1801。进一步地，保护板400上开设有走线槽405和端子孔406，端子孔406对应电路板200上的连接端子(图未示)，可以使连接端子能够裸露于端子孔406中，且走线槽405一端连通端子孔406，另一端连通至插座安装孔1801的四周。
59.插座安装孔1801可以安装输入输出端子，输入输出端子可以连接电路板300，使电路板300能够控制电池包300通过输入输出端子输入电能，或通过输入输出端子输出电能。
60.现有的输入输出端子一般安装在储能设备的外壳上，且由于输入输出端子的体积限制使其安装在靠近电路板300一侧的外壳上时将增加外壳体积，造成外壳内部空间的浪费，因此，输入输出端子只能设置于距离电路板300较远的外壳上，导致输入输出端子与电路板300之间需要通过较长的导线连接，不利于设备的组装。
61.在电池包壳体100设有检修窗口102的一侧上端设置用于安装输入输出端子的插座安装板180，由于电路板300设置于检修窗口102内，大大缩减了输入输出端子与电路板300之间的距离，使输入输出端子与电路板300之间走线更加的方便。通过设置走线槽405，可以将连接电路板200的连接端子与输入输出端子的电线或者导电片容置在走线槽405中，可以使得电池包件12的线路检查和维护更加便捷，也可以使整个电路板200与输入输出端子间的连接线路更加整洁，防止线路打结，便于电路板200及线路的维护，同时可以对电线或导电片进行保护。
62.通过上述方式，本技术电池包组件可以加强对电路板的保护，也可提高电池包组件的散热性能以及电池包组件的强度，增强电池包组件在各个场景的适用性。
63.以上所述仅为本技术的实施方式，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。