堆叠式家用储能电池系统的制作方法

本发明属于电池系统结构，具体地说，涉及堆叠式家用储能电池系统。

背景技术：

1、家用电池堆叠后可以使其排列更工整，增加美观性的同时节约空间。

2、现有技术中也具有堆叠结构的家用储能电池系统，上下堆叠时，凸台插入到凹腔内，此时可以起到定位的作用，锁止件穿过所述凹腔且插入到安装孔内，起到锁止的作用。

3、但是该技术方案仍然存在缺陷，一般该储能电池的堆叠只能进行竖向的堆叠，堆叠数量过多时会对底部电池施加较大压力，造成电池损坏，同时电池外表面工整，使得横向排列时相邻两个电池的缝隙较小，不利于电池的散热。在对应用锂电池中这种堆叠也不能关注对锂电池的碰撞影响，存在碰撞的风险。

4、有鉴于此特提出本发明。

技术实现思路

1、为解决该储能电池的堆叠只能进行竖向的堆叠，堆叠数量过多时会对底部电池施加较大压力，造成电池损坏，同时电池外表面工整，使得横向排列时相邻两个电池的缝隙较小，不利于电池的散热的问题，本发明采用技术方案的基本构思：

2、堆叠式家用储能电池系统,包括电池，所述电池的侧面安装有上下分布的上框架与下框架，且上框架两侧设置有连接机构，所述连接机构包括卡块和卡槽，且卡块与卡槽相适配；

3、所述上框架与下框架之间设置有固定机构，所述固定机构包括第三滑杆，且第三滑杆的底部贯穿下框架并延伸至底部，所述上框架的顶部开设有锁槽，且锁槽与第三滑杆相适配；

4、所述上框架两侧的底部设置有控制机构，所述控制机构包括磁铁和挡块，且挡块为磁性材质，所述挡块位于磁铁的一端底部，且挡块的底部固定连接在第三滑杆的顶部。

5、作为本发明的一种优选实施方式，所述上框架两侧顶部开设有第一凹槽，且第一凹槽的两端固定连接有两个第一滑杆，两个所述第一滑杆上活动套接有同一个第一推块，且第一滑杆位于第一推块一端与第一凹槽一端活动套接有第一弹簧，所述第一推块底部开设有齿条，且齿条的底部啮合连接有齿轮，所述齿轮的两端固定连接有连接轴，且连接轴两端转动连接在第一凹槽两侧，所述连接轴的其中贯穿第一凹槽并延伸至外侧，所述卡块一侧固定连接在连接轴一端，第一推块通过齿条与齿轮的啮合带动连接轴转动，从而使卡块转至与卡槽相对齐位置，此时将相邻两个电池底部的卡柱和圆槽对齐并插入，卡块卡入卡槽，松开第一推块，第一弹簧的弹力推动第一推块使其复位，从而带动卡块旋转并与卡槽错位，使得相邻两个电池连接在一起。

6、作为本发明的一种优选实施方式，位于所述第一凹槽两侧的上框架顶部开设有第二凹槽，且第二凹槽内开设有第三凹槽，所述第三凹槽内滑动连接有连接板，且连接板的顶部固定连接有第二推块，且第二推块滑动连接在第二凹槽内部，所述连接板的底部固定连接在磁铁的顶部，滑动第二推块使其带动连接板移动，连接板带动磁铁移动至两侧，从而使磁铁吸引挡块。

7、作为本发明的一种优选实施方式，所述上框架的两侧底部固定连接有固定块，且固定块的两端贯穿固定连接有第二滑杆，所述第二滑杆的两端固定连接在上框架的底部，所述磁铁活动套接在第二滑杆的外侧，所述第二滑杆位于磁铁和固定块之间活动套接有第二弹簧，且第二弹簧始终处于压缩状态，第二弹簧拉动磁铁复位，从而使磁铁与挡块脱离。

8、作为本发明的一种优选实施方式，所述第三滑杆外侧活动套接有第三弹簧，且第三弹簧的两端固定连接在下框架的顶部和挡块的底部，所述第三弹簧始终处于拉伸状态，第三弹簧的弹力拉动挡块使其带动第三滑杆下移并插入锁槽，防止电池滑动。

9、作为本发明的一种优选实施方式，所述上框架与下框架的两端分别开设有滑槽与滑轨，且滑槽与滑轨相适配，所述下框架的一侧固定连接有卡柱，且下框架的另一侧开设有圆槽，滑槽与滑轨配合防止两个电池轴向分离。

10、作为本发明的一种优选实施方式，配置第一弹簧的劲度系数、第二弹簧的劲度系数和第三弹簧的劲度系数以使得堆叠过程正常实现且电池受到的碰撞尽可能小，具体的，首先将统计并且拟合堆叠过程中第一弹簧的劲度系数x1与其动作完成时间t1的函数关系f1，然后统计并且拟合堆叠过程中第二弹簧的劲度系数x2与其动作完成时间t2的函数关系f2，然后统计并且拟合堆叠过程中第三弹簧的劲度系数x3与其动作完成时间t3的函数关系f3，然后按照电池安全评价观点对第一弹簧的动作完成时间t1的重要程度分配一个权重p1、对第二弹簧(20)的动作完成时间t2的重要程度分配一个权重p2、对第三弹簧的动作完成时间t3的重要程度分配一个权重p3；

11、然后模拟计算一组第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧的劲度系数组合(x1，x2，x3)使得f1(x1)、f2(x2)、f3(x3)均为正数，且p1*f1(x1)+p2*f2(x2)+p3*f3(x3)最大；则以该组第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧的劲度系数组合(x1，x2，x3)配置实际的第一弹簧的劲度系数、第二弹簧的劲度系数和第三弹簧的劲度系数。

12、作为本发明的一种优选实施方式，其中的动作完成时间t1具体指第一弹簧的弹力推动第一推块使其复位时间，其中的动作完成时间t2具体指第二弹簧拉动磁铁复位时间，其中的动作完成时间t3具体指第三弹簧的弹力拉动挡块使其带动第三滑杆下移并插入锁槽的时间。

13、作为本发明的一种优选实施方式，按照电池安全评价观点对某弹簧的动作完成时间的重要程度分配一个权重具体指，如果某弹簧的动作完成过程中对电池碰撞越小则为其分配的权重越大。

14、本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

15、本发明通过卡槽与卡块的配合实现电池的横向连接，通过锁槽与第三滑杆实现电池的纵向定位，便于堆叠后保持结构稳定，同时上框架与下框架具有一定空间，便于散热。本发明还可以配置第一弹簧的劲度系数、第二弹簧的劲度系数和第三弹簧的劲度系数以使得堆叠过程正常实现且电池受到的碰撞尽可能小。

技术特征：

1.堆叠式家用储能电池系统，包括电池(1)，其特征在于，所述电池(1)的侧面安装有上下分布的上框架(2)与下框架(3)，且上框架(2)两侧设置有连接机构，所述连接机构包括卡块(13)和卡槽(14)，且卡块(13)与卡槽(14)相适配；

2.根据权利要求1所述的堆叠式家用储能电池系统，其特征在于，所述上框架(2)两侧顶部开设有第一凹槽(6)，且第一凹槽(6)的两端固定连接有两个第一滑杆(7)，两个所述第一滑杆(7)上活动套接有同一个第一推块(9)，且第一滑杆(7)位于第一推块(9)一端与第一凹槽(6)一端活动套接有第一弹簧(8)，所述第一推块(9)底部开设有齿条(10)，且齿条(10)的底部啮合连接有齿轮(11)，所述齿轮(11)的两端固定连接有连接轴(12)，且连接轴(12)两端转动连接在第一凹槽(6)两侧，所述连接轴(12)的其中贯穿第一凹槽(6)并延伸至外侧，所卡块(13)一侧固定连接在连接轴(12)一端。

3.根据权利要求2所述的堆叠式家用储能电池系统，其特征在于，位于所述第一凹槽(6)两侧的上框架(2)顶部开设有第二凹槽(15)，且第二凹槽(15)内开设有第三凹槽(16)，所述第三凹槽(16)内滑动连接有连接板(18)，且连接板(18)的顶部固定连接有第二推块(17)，且第二推块(17)滑动连接在第二凹槽(15)内部，所述连接板(18)的底部固定连接在磁铁(19)的顶部。

4.根据权利要求2所述的堆叠式家用储能电池系统，其特征在于，所述上框架(2)的两侧底部固定连接有固定块(22)，且固定块(22)的两端贯穿固定连接有第二滑杆(21)，所述第二滑杆(21)的两端固定连接在上框架(2)的底部，所述磁铁(19)活动套接在第二滑杆(21)的外侧，所述第二滑杆(21)位于磁铁(19)和固定块(22)之间活动套接有第二弹簧(20)，且第二弹簧(20)始终处于压缩状态。

5.根据权利要求4所述的堆叠式家用储能电池系统，其特征在于，所述第三滑杆(25)外侧活动套接有第三弹簧(24)，且第三弹簧(24)的两端固定连接在下框架(3)的顶部和挡块(23)的底部，所述第三弹簧(24)始终处于拉伸状态。

6.根据权利要求1所述的堆叠式家用储能电池系统，其特征在于，所述上框架(2)与下框架(3)的两端分别开设有滑槽(4)与滑轨(5)，且滑槽(4)与滑轨(5)相适配，所述下框架(3)的一侧固定连接有卡柱(27)，且下框架(3)的另一侧开设有圆槽(28)。

7.根据权利要求5所述的堆叠式家用储能电池系统，其特征在于，配置第一弹簧(8)的劲度系数、第二弹簧(20)的劲度系数和第三弹簧(24)的劲度系数以使得堆叠过程正常实现且电池受到的碰撞尽可能小。

8.根据权利要求7所述的堆叠式家用储能电池系统，其特征在于，配置第一弹簧(8)的劲度系数、第二弹簧(20)的劲度系数和第三弹簧(24)的劲度系数以使得堆叠过程正常实现且电池受到的碰撞尽可能小，具体的，首先将统计并且拟合堆叠过程中第一弹簧(8)的劲度系数x1与其动作完成时间t1的函数关系f1，然后统计并且拟合堆叠过程中第二弹簧(20)的劲度系数x2与其动作完成时间t2的函数关系f2，然后统计并且拟合堆叠过程中第三弹簧(24)的劲度系数x3与其动作完成时间t3的函数关系f3，然后按照电池安全评价观点对第一弹簧(8)的动作完成时间t1的重要程度分配一个权重p1、对第二弹簧(20)的动作完成时间t2的重要程度分配一个权重p2、对第三弹簧(24)的动作完成时间t3的重要程度分配一个权重p3；

9.根据权利要求8所述的堆叠式家用储能电池系统，其特征在于，其中的动作完成时间t1具体指第一弹簧(8)的弹力推动第一推块(9)使其复位时间，其中的动作完成时间t2具体指第二弹簧(20)拉动磁铁(19)复位时间，其中的动作完成时间t3具体指第三弹簧(24)的弹力拉动挡块(23)使其带动第三滑杆(25)下移并插入锁槽(26)的时间。

10.根据权利要求8所述的堆叠式家用储能电池系统，其特征在于，按照电池安全评价观点对某弹簧的动作完成时间的重要程度分配一个权重具体指，如果某弹簧的动作完成过程中对电池碰撞越小则为其分配的权重越大。

技术总结
本发明涉及电池系统结构技术领域，其公开了堆叠式家用储能电池系统，包括电池，所述电池的侧面安装有上下分布的上框架与下框架，且上框架两侧设置有连接机构，所述连接机构包括卡块和卡槽，且卡块与卡槽相适配；所述上框架与下框架之间设置有固定机构，所述固定机构包括第三滑杆，所述上框架的顶部开设有锁槽，且锁槽与第三滑杆相适配；所述上框架两侧的底部设置有控制机构，所述控制机构包括磁铁和挡块，所述挡块位于磁铁的一端底部，且挡块的底部固定连接在第三滑杆的顶部。通过卡槽与卡块的配合实现电池的横向连接，通过锁槽与第三滑杆实现电池的纵向定位，便于堆叠后保持结构稳定，同时上框架与下框架具有一定空间，便于散热且防碰撞。

技术研发人员：周敏
受保护的技术使用者：苏州普林新能源有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16