一种多种类电池协同式储能电池插箱及电池簇的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种多种类电池协同式储能电池插箱及电池簇。


背景技术：

2.目前储能用电池簇只采用锂离子电池或其他一种电池，各自的优缺点都很突出。锂离子电池倍率和能量密度高，循环性能优异，但是锂离子电池可能存在安全隐患，同时锂离子电池制造成本高，回收市场暂不完善，环境依赖性高，低温下充电容易析锂产生锂枝晶，造成电池内短路引发安全事故，这些也是锂离子电池明显的缺点；管式胶体电池，铅炭电池，铅酸电池等具备优异的安全性能，制造成本低，环境依赖性不高，低温下可充电，具有完备的回收市场，可以弥补锂离子电池的缺点，但这一类电池的循环性能、倍率以及比能量都不如锂离子电池，制约着这一类电池的推广。由于现有技术中都是采用单一电池进行成簇，如果需要不同种类的电池，还需要不同的电池簇，增加了成本，而且很不方便。同样的，电池插箱也有相同的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种多种类电池协同式储能电池插箱及电池簇，实现多种电池的协同效果，降低成本，并提高安全性能。
4.本技术实施例一方面提出一种多种类电池协同式储能电池插箱，包括：箱体、锁紧装置和散热装置，所述箱体设有若干个电池承载机构，若干个电池承载机构呈矩形排布，箱体内通过电池承载机构安装有至少两种电池模组，若干个电池模组之间间隔布置，箱体内安装有电池管理系统，电池模组通过电压采集线连接电池管理系统，箱体外部设有若干个电极组，电极组的组数与电池模组的种类相同，每个电极组包括正极电极和负极电极，箱体内同一种电池模组的正极通过铜母线相连，最终连接于箱体外部对应的正极电极，箱体内同一种电池模组的负极通过铜母线相连，最终连接于箱体外部对应的负极电极；所述电池模组通过锁紧装置锁紧在电池承载机构上；所述散热装置安装在箱体上。
5.本实用新型的电池插箱采用多种类的电池模组，可以发挥每种电池模组各自的优异性能，可适用于不同的应用场景，应用范围更加广泛，降低储能电站的成本；本实用新型的电池模组或电池插箱均间隔排布，且设有散热装置，提高电池降温速率和散热效果，提高安全性能，延长使用寿命；本实用新型设置有锁紧装置，使电池模组在电池插箱内更加稳固。
6.在一些实施例中，所述电池承载机构为安装板，安装板底部与箱体之间固定有加强筋。
7.在一些实施例中，所述锁紧装置包括相互卡接的第一卡扣和第二卡扣，第一卡扣固定在电池模组上，第二卡扣固定在电池承载机构上，第一卡扣上设有钩体，第二卡扣上铰接设有卡环，卡环与钩体之间相互卡接。
8.在一些实施例中，所述锁紧装置设有若干个，其中，第二卡扣设于电池承载机构的前侧以及左右两侧，相应的，第一卡扣设于电池模组的前侧以及左右两侧。
9.在一些实施例中，所述第一卡扣包括第一安装板和钩体，钩体固定于第一安装板下端，第一安装板可拆卸固定连接于电池模组，钩体的开口方向为朝电池模组的水平方向或斜向上方向，第二卡扣包括第二安装板和卡环，卡环铰接于第二安装板的上部，第二安装板可拆卸固定连接于电池承载机构，钩体与电池模组之间留有用于卡环伸入钩体的间隙，通过转动卡环使卡环扣入钩体内。
10.在一些实施例中，所述散热装置为百叶窗换气扇。其中百叶窗可设计为可水平调节的，或者设计为可竖直调节的，通过调节把手来实现。百叶窗换气扇可以安装在箱体内的任何位置，可以安装在箱体的顶板、底板、后面板或者两个侧面板上，具体可以安装在箱体的上部、下部或靠中间位置均可。安装的个数也可根据实际情况进行选择。
11.在一些实施例中，不同种类的电池模组交错排列。
12.在一些实施例中，所述电池模组的种类包括锂离子电池、铅酸电池、管式胶体电池、钠离子电池、液流电池或铅炭电池。
13.本技术实施例另一方面提出一种多种类电池协同式储能电池簇，包括至少两种电池插箱，每种电池插箱设有若干个，单个电池插箱内安装同一种电池模组，若干个电池插箱之间间隔布置，不同种类的电池插箱交错排列。
14.其中，电池插箱包括箱体、锁紧装置和散热装置，所述箱体设有若干个电池承载机构，若干个电池承载机构呈矩形排布，电池承载机构安装有电池模组，若干个电池模组之间间隔布置，箱体内安装有电池管理系统，电池模组通过电压采集线连接电池管理系统，箱体外部设有正极电极和负极电极，箱体内所有的电池模组的正极通过铜母线相连，最终连接于箱体外部对应的正极电极，箱体内所有的电池模组的负极通过铜母线相连，最终连接于箱体外部对应的负极电极，电池模组通过锁紧装置锁紧在电池承载机构上，散热装置安装在箱体上。
15.本实用新型的电池簇采用多种类的电池插箱，可以发挥每种电池插箱各自的优异性能，可适用于不同的应用场景，应用范围更加广泛，降低储能电站的成本。
16.在一些实施例中，所述锁紧装置包括相互卡接的第一卡扣和第二卡扣，第一卡扣固定在电池模组上，第二卡扣固定在电池承载机构上，第一卡扣包括第一安装板和钩体，钩体固定于第一安装板下端，第一安装板可拆卸固定连接于电池模组，钩体的开口方向为朝电池模组的水平方向或斜向上方向，第二卡扣包括第二安装板和卡环，卡环铰接于第二安装板的上部，第二安装板可拆卸固定连接于电池承载机构，钩体与电池模组之间留有用于卡环伸入钩体的间隙，通过转动卡环使卡环扣入钩体内。
17.本实用新型的有益效果为：
18.(1)本实用新型的电池插箱采用多种类的电池模组，可以发挥每种电池模组各自的优异性能，可适用于不同的应用场景，应用范围更加广泛，降低储能电站的成本；
19.(2)本实用新型的电池簇采用多种类的电池插箱，可以发挥每种电池插箱各自的优异性能，可适用于不同的应用场景，应用范围更加广泛，降低储能电站的成本；
20.(3)本实用新型的电池模组或电池插箱均间隔排布，且设有散热装置，提高电池降温速率和散热效果，提高安全性能，延长使用寿命；
21.(4)本实用新型设置有锁紧装置，使电池模组在电池插箱内更加稳固。
附图说明
22.本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，
23.其中：
24.图1为本技术实施例1的多种类电池协同式储能电池插箱的结构示意图；
25.图2为本技术实施例2的多种类电池协同式储能电池簇的结构示意图；
26.图3为第一卡扣的结构示意图；
27.图4为第二卡扣的结构示意图；
28.图5为第一卡扣和第二卡扣相互配合的示意图；
29.附图标记：
30.1-锂离子电池模组；2-铅酸电池模组；3-电压采集线；4-电极组；5-锂离子电池插箱；6-铅酸电池插箱；7-电池管理系统；8-第一安装板；9-钩体；10-卡环；11-第二安装板。
具体实施方式
31.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
32.下面参考附图描述本实用新型实施例的多种类电池协同式储能电池插箱及电池簇。
33.如图1所示，本技术实施例一方面提出一种多种类电池协同式储能电池插箱，包括：箱体、锁紧装置和散热装置，箱体设有若干个电池承载机构，若干个电池承载机构呈矩形排布，箱体内通过电池承载机构安装有至少两种电池模组，若干个电池模组之间间隔布置，有助于散热。
34.箱体内安装有电池管理系统7，电池模组通过电压采集线3连接电池管理系统7(bms)，电池管理系统7通过对电池电压的监控，来控制电池的充放电。通过电池管理系统7的精准控制，实现多种类电池的协同效果。
35.箱体外部设有若干个电极组4，电极组4的组数与电池模组的种类相同，每个电极组4包括正极电极和负极电极，箱体内同一种电池模组的正极通过铜母线相连，最终连接于箱体外部对应的正极电极，箱体内同一种电池模组的负极通过铜母线相连，最终连接于箱体外部对应的负极电极。
36.电池模组通过锁紧装置锁紧在电池承载机构上，通过设置锁紧装置，使电池模组在电池插箱内更加稳固，不易滑落。
37.箱体上安装有散热装置，提高电池降温速率和散热效果，提高安全性能，延长使用寿命。
38.在一些具体的实施例中，散热装置采用百叶窗换气扇。其中百叶窗可设计为可水平调节的，或者设计为可竖直调节的，通过调节把手来实现。百叶窗换气扇可以安装在箱体内的任何位置，可以安装在箱体的顶板、底板、后面板或者两个侧面板上，具体可以安装在
箱体的上部、下部或靠中间位置均可。安装的个数也可根据实际情况进行选择。
39.在一些具体的实施例中，电池承载机构为安装板，安装板底部与箱体之间固定有加强筋。
40.在一些具体的实施例中，不同种类的电池模组交错排列，可以有效地阻隔锂离子电池的热失控蔓延，也可以降低锂离子在充放电过程中的产热，达到对电池降温的效果。
41.在一些具体的实施例中，锁紧装置包括相互卡接的第一卡扣和第二卡扣，第一卡扣固定在电池模组上，第二卡扣固定在电池承载机构上，第一卡扣上设有钩体9，第二卡扣上铰接设有卡环10，卡环10与钩体9之间相互卡接。
42.具体的，如图3-5所示，第一卡扣包括第一安装板8和钩体9，钩体9固定于第一安装板8下端，第一安装板8可拆卸固定连接于电池模组，钩体9的开口方向为朝电池模组的水平方向或斜向上方向，第二卡扣包括第二安装板11和卡环10，卡环10铰接于第二安装板11的上部，第二安装板11可拆卸固定连接于电池承载机构，钩体9与电池模组之间留有用于卡环10伸入钩体9的间隙，通过转动卡环10使卡环10扣入钩体9内。
43.在同一个安装板上，锁紧装置设有若干个，其中，第二卡扣设于电池承载机构的前侧以及左右两侧，相应的，第一卡扣设于电池模组的前侧以及左右两侧。通过设置多个锁紧装置，使得电池模组更加稳固。
44.在一些具体的实施例中，电池模组可选择的种类包括但不限于锂离子电池、铅酸电池、管式胶体电池、钠离子电池、液流电池或铅炭电池。
45.如图2所示，本技术实施例另一方面提出一种多种类电池协同式储能电池簇，包括至少两种电池插箱，每种电池插箱设有若干个，单个电池插箱内安装同一种电池模组，若干个电池插箱之间间隔布置，不同种类的电池插箱交错排列。需要指出的是，采用的电池插箱为本技术的电池插箱结构。
46.其中，电池插箱包括箱体、锁紧装置和散热装置，箱体设有若干个电池承载机构，若干个电池承载机构呈矩形排布，电池承载机构安装有电池模组，若干个电池模组之间间隔布置，箱体内安装有电池管理系统7，电池模组通过电压采集线3连接电池管理系统7，箱体外部设有正极电极和负极电极，箱体内所有的电池模组的正极通过铜母线相连，最终连接于箱体外部对应的正极电极，箱体内所有的电池模组的负极通过铜母线相连，最终连接于箱体外部对应的负极电极，电池模组通过锁紧装置锁紧在电池承载机构上，箱体上安装有散热装置。
47.本实用新型的电池簇采用多种类的电池插箱，可以发挥每种电池插箱各自的优异性能，可适用于不同的应用场景，应用范围更加广泛，降低储能电站的成本。
48.在一些具体的实施例中，如图3-5所示，锁紧装置包括相互卡接的第一卡扣和第二卡扣，第一卡扣固定在电池模组上，第二卡扣固定在电池承载机构上，第一卡扣包括第一安装板8和钩体9，钩体9固定于第一安装板8下端，第一安装板8可拆卸固定连接于电池模组，钩体9的开口方向为朝电池模组的水平方向或斜向上方向，第二卡扣包括第二安装板11和卡环10，卡环10铰接于第二安装板11的上部，第二安装板11可拆卸固定连接于电池承载机构，钩体9与电池模组之间留有用于卡环10伸入钩体9的间隙，通过转动卡环10使卡环10扣入钩体9内。
49.在一些具体的实施例中，电池承载机构为安装板，安装板底部与箱体之间固定有
加强筋。
50.在一些具体的实施例中，散热装置为百叶窗换气扇。
51.在一些具体的实施例中，电池插箱内的电池模组可选择的种类包括但不限于锂离子电池、铅酸电池、管式胶体电池、钠离子电池、液流电池或铅炭电池。
52.在一些具体的实施例中，电池模组交错排列的方式可以是并列排列的方式，即不同行或列设置不同种类的电池模组，但同一行或列中的电池模组的种类相同，也可以是其中一种电池模组被其他种类的电池模组包围的堆叠方式，或者其他堆叠方式。
53.在一些具体的实施例中，可以是同种类的电池模组对应一组电池管理系统7，也可以是不同种类的电池模组对应一组电池管理系统7。
54.在一些具体的实施例中，同种类的电池模组之间可以是串联或并联的连接方式，或者是先串联再并联的连接方式，或者是先并联再串联的连接方式。
55.以下通过具体的实施例来对本技术进行进一步说明。
56.实施例1
57.如图1所示，一种多种类电池协同式储能电池插箱，包括：箱体、锁紧装置和散热装置，箱体设有若干个安装板，若干个安装板呈矩形排布，箱体内通过安装板安装有锂离子电池模组1和铅酸电池模组2。电池模组通过电压采集线3连接电池管理系统7(bms)，电池管理系统7通过对电池电压的监控，来控制电池的充放电。通过电池管理系统7的精准控制，实现多种类电池的协同效果。锂离子电池模组1与铅酸电池模组2间隔排布，并且相邻两个电池模组之间间隔布置，可以有效地阻隔锂离子电池的热失控蔓延，也可以降低锂离子电池在充放电过程中的产热，达到对电池降温的效果。
58.箱体外部设有2个电极组4，每个电极组4包括正极电极和负极电极。其中一个电极组4为锂离子电池模组1的电极组4，另一个电极组4为铅酸电池模组2的电极组4。箱体内锂离子电池模组1的正负极通过铜母线相连，最终连接于箱体外部锂离子电池模组1对应的正负极电极。箱体内铅酸电池模组2的正负极通过铜母线相连，最终连接于箱体外部铅酸电池模组2对应的正负极电极。
59.箱体上安装有百叶窗换气扇，提高电池降温速率和散热效果，提高安全性能，延长使用寿命。其中百叶窗设计为可水平调节的，通过调节把手来实现调节。可以安装在箱体的两个侧面板上，分别设有多个。
60.安装板底部与箱体之间固定有加强筋。电池模组通过锁紧装置锁紧在安装板上，通过设置锁紧装置，使电池模组在电池插箱内更加稳固，不易滑落。
61.如图3-5所示，锁紧装置包括相互卡接的第一卡扣和第二卡扣，第一卡扣通过螺栓固定在电池模组上，第二卡扣通过螺栓固定在电池承载机构上，第一卡扣包括第一安装板8和钩体9，钩体9固定于第一安装板8下端，第一安装板8通过螺栓固定连接于电池模组，钩体9的开口方向为朝电池模组的水平方向或斜向上方向，第二卡扣包括第二安装板11和卡环10，卡环10铰接于第二安装板11的上部，第二安装板11通过螺栓固定连接于电池承载机构，钩体9与电池模组之间留有用于卡环10伸入钩体9的间隙，通过转动卡环10使卡环10扣入钩体9内。
62.在同一个安装板上，锁紧装置设有3个，其中，第二卡扣设于电池承载机构的前侧以及左右两侧，相应的，第一卡扣设于电池模组的前侧以及左右两侧。通过设置多个锁紧装
置，使得电池模组更加稳固。
63.本实施例中的多种类电池协同式储能电池插箱采用的是2种电池模组进行组合，不同电池模组间隔排列，保证每一个锂离子电池模组1周围都被铅酸电池包裹，既可以发挥锂离子电池的优异性能，也能通过用铅酸电池的安全性能来阻隔锂离子热失控的蔓延，提高了电池簇的安全性能，降低储能电站的成本。铅酸电池可以在低温下充电，不必像锂离子电池需要等到温度适宜才可以进行充电而受到限制，同时高温下铅酸电池也可以进行工作，使电池簇的使用温度更广泛。
64.锂离子电池倍率、循环性能优异，电池管理系统7配合调度系统，当电站需要大倍率充放电是选用锂离子电池进行充放电，在充放电过程中会产热，多种电池间隔堆叠可以有助于电池的散热，结合储能仓的制冷系统可以使锂离子电池可以处于适宜的温度工作，延长使用寿命；当需要小倍率或者低温、高温条件下锂离子电池充放电策略不允许时，可采用铅酸电池等其他种类电池；当电池簇发生热失控时，铅酸电池采用水系电解液，可有效的防止热失控的蔓延，提高电池插箱以及电池簇的安全性能。这样通过多种类电池协同作用可以提高电池插箱的使用温度，进而提高电池簇的使用温度和使用寿命，降低成本，并提高安全性能。
65.实施例2
66.如图2所示，一种多种类电池协同式储能电池簇，包括锂离子电池插箱5和铅酸电池插箱6，每种电池插箱设有若干个，单个电池插箱内安装同一种电池模组，若干个电池插箱之间间隔布置，不同种类的电池插箱交错排列。需要指出的是，采用的电池插箱为本技术的电池插箱结构。
67.其中，电池插箱包括箱体、锁紧装置和散热装置，箱体设有若干个安装板，若干个安装板呈矩形排布，安装板上安装有电池模组，若干个电池模组之间间隔布置，箱体内安装有电池管理系统7，电池模组通过电压采集线3连接电池管理系统7，箱体外部设有正极电极和负极电极，箱体内所有的电池模组的正极通过铜母线相连，最终连接于箱体外部对应的正极电极，箱体内所有的电池模组的负极通过铜母线相连，最终连接于箱体外部对应的负极电极，电池模组通过锁紧装置锁紧在电池承载机构上，散热装置安装在箱体上。
68.本实用新型的电池簇采用多种类的电池插箱，可以发挥每种电池插箱各自的优异性能，可适用于不同的应用场景，应用范围更加广泛，降低储能电站的成本。
69.如图3-5所示，锁紧装置包括相互卡接的第一卡扣和第二卡扣，第一卡扣通过螺栓在电池模组上，第二卡扣通过螺栓在电池承载机构上，第一卡扣包括第一安装板8和钩体9，钩体9固定于第一安装板8下端，第一安装板8通过螺栓固定连接于电池模组，钩体9的开口方向为朝电池模组的水平方向或斜向上方向，第二卡扣包括第二安装板11和卡环10，卡环10铰接于第二安装板11的上部，第二安装板11通过螺栓固定连接于电池承载机构，钩体9与电池模组之间留有用于卡环10伸入钩体9的间隙，通过转动卡环10使卡环10扣入钩体9内。
70.电池承载机构为安装板，安装板底部与箱体之间固定有加强筋。散热装置为百叶窗换气扇。
71.采用两种电池插箱组成的电池簇成本也要比单一锂离子电池的电池簇成本要低，电化学性能、倍率、循环性能也要比单一的铅酸电池要有所提高。采用多种类电池组成的电池簇也可实现在高温或低温下均可进行充电。
72.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”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
73.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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
74.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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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。
75.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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
76.在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
77.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。