一种模块化家庭储能电池系统的制作方法

本发明涉及储能电池领域，具体涉及一种模块化家庭储能电池系统。

背景技术：

1、随着二次电池技术的进步，储能系统的应用变得越来越广泛，家庭储能系统指的是利用光伏发电技术产生电能，通过电池组技术储蓄电能，目前，现有的家庭储能用的电池组存在着安装复杂，维修不方便等问题，基于此，经过检索发现了申请公布号cn113745733a的中国发明专利，其公开了一种模块化家庭储能电池系统，其通过左右布置电池模组的正负极引出方向设置，有效降低电池箱深度，通过堆叠放置，实现多电池箱并联扩展，通过侧门设计等方式，将动力线束和通讯线速隐藏起来，通过地面安装加固定板墙体连接方式，保证安装便利性和结构稳定性，其虽然实现了电池组的模块化，但存在着一些不足：1、根据其安装实施方式可知，其需要通过导向柱定位，固定件调整位置，螺柱螺母、自攻螺丝等实现连接，对动力线束及通讯线束进行接线，整个拆或装的过程较为复杂，不利于模块化电池组的快速拆装维护；2、需要通过侧门来对动力线束和通讯线束隐藏安装，也就是说，当储能电池组增加电池单体进行扩容时，需要对侧门进行重新设计，模块化程度有待提高；3、装配时，其需要通过底座、模块化电池箱上的导向柱进行定位，也就是说，模块化电池箱（指的是电池单体）单独存在、单独使用时，其表面存在有导向柱等凸起，不利于储存以及单独使用，导向柱容易受到外力接触而折断或者碰伤用户。

2、基于上述，本发明提出了一种模块化家庭储能电池系统。

技术实现思路

1、为解决上述背景中提到的问题，本发明提供了一种模块化家庭储能电池系统。

2、为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下。

3、一种模块化家庭储能电池系统，其包括前座与后座以及设置在两者之间的若干电池单体，前座的端面设置有凸销，后座的端面设置有避让槽，电池单体包括电池外壳，电池外壳内设置有蓄能电池与连接机构；

4、连接机构设置成在单体状态与连接状态之间进行切换，处于单体状态时，连接机构整体隐藏在电池外壳内，处于连接状态时，连接机构中的卡接端伸出且伸出部分与凸销的形状一致，通过凸销与连接机构配合，实现电池单体与前座之间的连接并且完成连接的同时，该电池单体切换为连接状态；

5、电池外壳呈矩形形状，连接机构包括分布在电池外壳四个直角处的连接组件，电池外壳沿厚度方向的两个侧面均设置有用于避让连接机构实施连接动作的避让口，两个避让口分别命名为避让口一与避让口二。

6、进一步的，连接组件包括固定设置在电池外壳内的外框架，外框架内沿电池外壳厚度方向滑动安装有内支架，外框架与内支架之间设置有弹簧一；

7、外框架内还沿竖直方向滑动安装有限位块，限位块的下方设置有弹簧二，初始时，限位块位于内支架朝向避让口二的一侧，限位块上设置有与内支架接触的斜面一，斜面一与内支架之间的距离由下至上递增。

8、进一步的，内支架上安装有平行于内支架滑动方向的螺纹轴，螺纹轴的外部螺纹安装有螺纹支架，内支架上还设置有导向支架且导向支架位于螺纹支架朝向避让口一的一侧；

9、内支架上还安装有与螺纹轴平行的卡杆，卡杆与导向支架之间构成沿螺纹轴径向的滑动配合，卡杆的一端与螺纹支架之间设置有连动件并且当螺纹支架做靠近避让口一的移动时，通过连动件驱使卡杆远离螺纹轴，卡杆的另一端朝向螺纹轴的轴心线延伸有卡爪，卡爪朝向避让口一的一侧设置有斜面二，斜面二与螺纹轴之间的距离沿螺纹轴的轴向并由避让口二指向避让口一递增；

10、凸销的外圆面设置有环槽，当前座与电池单体的电池外壳接触时，卡爪正对环槽。

11、进一步的，卡杆的一端延伸有连动销，连动销与设置在螺纹支架上的连动孔构成滑动配合，连动孔与螺纹轴轴心线之间的距离沿螺纹轴轴心线并由避让口二指向避让口一的方向递减。

12、进一步的，螺纹轴朝向避让口二的端部安装有齿轮一，齿轮一与竖直安装在内支架上的齿条一构成啮合，齿条一的下方设置有弹簧四，导向支架与螺纹支架之间设置有弹簧三。

13、进一步的，外框架上沿竖直方向设置有复位支架且两者之间设置有弹簧六，当电池单体与前座完成卡接连接或者相邻两组电池单体完成卡接连接的同时，齿条一的上端与复位支架接触；

14、复位支架上设置有台阶以及末端伸出电池外壳的按钮，限位块的一侧位于台阶的下方，当卡爪松开对凸销的限制时，台阶与限位块接触。

15、进一步的，导向支架上沿螺纹轴轴心线滑动安装有活动支架，活动支架朝向避让口的一侧设置有触片一，活动支架与导向支架之间设置有弹簧五；

16、凸销的自由端端面设置有触片二，卡销的自由端端面设置有触片三。

17、进一步的，内支架朝向避让口二的一侧设置有凸架，凸架上沿螺纹轴轴心线滑动安装有卡销，卡销的侧面设置有齿条二，外框架上设置有齿条三，齿条二与齿条三均平行于螺纹轴，齿条二与齿条三之间啮合设置有齿轮二，齿轮二安装在凸架上；

18、电池单体与前座连接的过程中，卡爪与避让口一之间的距离为l1，连接组件整体移动距离为l2，凸销抵推卡爪先远离螺纹轴后靠近螺纹轴，而使凸销与卡爪构成卡接的过程中，凸销的移动距离为l3，l1、l2以及l3之和等于凸销的长度，l1与l3之和等于l2。

19、本发明与现有技术相比，有益效果在于：

20、参照本方案的工作原理可知：

21、凸销或卡销和卡爪卡接的同时还能够实现电池单体与前座之间或电池单体与电池单体之间的导电连接，也就是说，卡接连接与导电连接一体化；

22、1、实现了储能电池系统的模块化组装，组装过程简单、方便、快速，并且当储能电池系统需要扩容升级或者单独拆下一个电池单体作为充电宝使用时，无需利用工具，直接按压按钮即可轻易的对储能电池系统进行扩容或者拆下一个或多个电池单体作为充电宝单独使用；

23、另外，储能系统扩容升级时，无需额外设计零部件，只需要将扩容所需的新的电池单体依次组装上去即可；

24、2、本方案组装过程中，当电池单体与前座构成卡接连接的同时，该电池单体中的卡销与凸销部分伸出，且伸出部分组成的形状和前座上的凸销形状一致，然后，通过卡销与凸销的伸出部分，实现电池单体与电池单体之间的连接，如此往复，最终完成储能系统的组装，组装过程简单便捷，并且电池单体在未组装，单独存在时，卡销与凸架整体是隐藏在电池外壳中的，即电池单体的外表面平整，无任何凸起；

25、另外，作为导电连接的介质，触片一本身就位于电池外壳内，电池单体单独存在时，触片三是跟随卡销一起缩回并隐藏在电池外壳内的，能够在电池单体单独使用时，起到防触电的作用。

技术特征：

1.一种模块化家庭储能电池系统，其包括前座（100）与后座（200）以及设置在两者之间的若干电池单体（300），其特征在于：前座（100）的端面设置有凸销（101），后座（200）的端面设置有避让槽（201），电池单体（300）包括电池外壳（301），电池外壳（301）内设置有蓄能电池（302）与连接机构；

2.根据权利要求1所述的一种模块化家庭储能电池系统，其特征在于：连接组件（303）包括固定设置在电池外壳（301）内的外框架（304），外框架（304）内沿电池外壳（301）厚度方向滑动安装有内支架（305），外框架（304）与内支架（305）之间设置有弹簧一（306）；

3.根据权利要求2所述的一种模块化家庭储能电池系统，其特征在于：内支架（305）上安装有平行于内支架（305）滑动方向的螺纹轴（309），螺纹轴（309）的外部螺纹安装有螺纹支架（310），内支架（305）上还设置有导向支架（311）且导向支架（311）位于螺纹支架（310）朝向避让口一的一侧；

4.根据权利要求3所述的一种模块化家庭储能电池系统，其特征在于：卡杆（312）的一端延伸有连动销（314），连动销（314）与设置在螺纹支架（310）上的连动孔（313）构成滑动配合，连动孔（313）与螺纹轴（309）轴心线之间的距离沿螺纹轴（309）轴心线并由避让口二指向避让口一的方向递减。

5.根据权利要求3所述的一种模块化家庭储能电池系统，其特征在于：螺纹轴（309）朝向避让口二的端部安装有齿轮一（317），齿轮一（317）与竖直安装在内支架（305）上的齿条一（318）构成啮合，齿条一（318）的下方设置有弹簧四（319），导向支架（311）与螺纹支架（310）之间设置有弹簧三（316）。

6.根据权利要求5所述的一种模块化家庭储能电池系统，其特征在于：外框架（304）上沿竖直方向设置有复位支架（322）且两者之间设置有弹簧六（324），当电池单体（300）与前座（100）完成卡接连接或者相邻两组电池单体（300）完成卡接连接的同时，齿条一（318）的上端与复位支架（322）接触；

7.根据权利要求5所述的一种模块化家庭储能电池系统，其特征在于：导向支架（311）上沿螺纹轴（309）轴心线滑动安装有活动支架（320），活动支架（320）朝向避让口的一侧设置有触片一，活动支架（320）与导向支架（311）之间设置有弹簧五（321）；

8.根据权利要求7所述的一种模块化家庭储能电池系统，其特征在于：内支架（305）朝向避让口二的一侧设置有凸架（325），凸架（325）上沿螺纹轴（309）轴心线滑动安装有卡销（326），卡销（326）的侧面设置有齿条二（327），外框架（304）上设置有齿条三（329），齿条二（327）与齿条三（329）均平行于螺纹轴（309），齿条二（327）与齿条三（329）之间啮合设置有齿轮二（328），齿轮二（328）安装在凸架（325）上；

技术总结
本发明涉及储能电池领域，其公开了一种模块化家庭储能电池系统，其包括前座与后座以及设置在两者之间的若干电池单体，前座的端面设置有凸销，后座的端面设置有避让槽，电池单体包括电池外壳，电池外壳内设置有蓄能电池与连接机构，连接机构设置成在单体状态与连接状态之间进行切换，处于单体状态时，连接机构整体隐藏在电池外壳内，使电池单体的外表面平整，处于连接状态时，连接机构中的卡销伸出且伸出部分与凸销的形状一致，通过凸销与连接机构配合，实现电池单体与前座之间的连接并且完成连接的同时，该电池单体切换为连接状态，同时连接状态的连接机构又和下一个电池单体连接，如此往复，实现多个电池单体的组装。

技术研发人员：郭春锋,陈建华
受保护的技术使用者：深圳市电科电源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15