下塑胶、端盖组件、储能装置及储能系统的制作方法
未命名
09-24
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1.本技术涉及储能技术领域,尤其涉及一种下塑胶、端盖组件、储能装置及储能系统。
背景技术:
2.现有的储能装置在受到外力冲击(例如意外跌落或者剧烈晃动)时,电极组件在惯性作用下对下塑胶产生冲击,现有的下塑胶在电极组件的冲击下容易发生断裂,下塑胶断裂后电极组件容易对防爆阀产生冲击,导致防爆阀被误触发。
技术实现要素:
3.本技术实施例提供了一种下塑胶、端盖组件、储能装置及储能系统,以解决现有的下塑胶在电极组件的冲击下容易发生断裂的问题。
4.第一方面,本技术提供了一种下塑胶,所述下塑胶适于与端盖组件的端盖连接。所述下塑胶包括第一下塑胶体以及第二下塑胶体。所述第二下塑胶体包括本体部和位于所述本体部靠近所述第一下塑胶体一侧的且连接于所述本体部的缓冲结构;所述本体部具有背离所述端盖的本体表面,所述缓冲结构相对于所述本体部的所述本体表面朝向远离所述端盖的方向凸起,所述缓冲结构背离所述本体部的一端位于所述第一下塑胶体背离所述端盖的一侧,且沿所述下塑胶的长度方向相对所述第一下塑胶体可活动,所述缓冲结构与所述端盖组件的防爆阀相对且间隔设置。
5.本技术提供的下塑胶中基于设置于本体部靠近第一下塑胶体一侧的缓冲结构,缓冲结构自本体部向远离端盖的方向外凸形成,缓冲结构远离本体部的一端位于第一下塑胶体远离端盖的一侧,且沿下塑胶的长度方向相对第一下塑胶体可活动,在储能装置受到外力冲击(例如意外跌落或者剧烈晃动)时,电极组件向端盖方向挤压,缓冲结构可以在受到电极组件的向上的冲击力后发生变形,缓冲结构沿下塑胶的长度方向的长度尺寸增大,此时缓冲结构远离本体部的搭接在第一下塑胶体背离端盖的一侧的自由端会朝向远离本体部的方向移动,缓冲结构通过变形可以吸收电极组件的冲击力,从而避免第二下塑胶体因上压的冲击力无法释放应力而发生折断,并且缓冲结构与防爆阀间隔设置可以避免电极组件直接冲击防爆阀,造成防爆阀被误触发,提高储能装置的安全性、稳定性和使用寿命。
6.结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述缓冲结构包括缓冲部和延伸部,所述缓冲部连接于所述本体部,所述缓冲部朝向远离所述端盖的方向呈拱形凸出设置,所述延伸部自所述缓冲部远离所述本体部的一端沿所述下塑胶的长度方向延伸设置,且搭接于所述第一下塑胶体背离所述端盖的一侧。缓冲部配置为拱形可以更好地发挥弹性缓冲作用。缓冲部在电极组件的冲击下可以发生弹性变形,缓冲部弯曲程度变小,从而吸收电极组件的冲击力,在电极组件对于缓冲部的冲击消失时,缓冲部在弹性恢复作用下发生回弹,缓冲部的弯曲程度变大,以便于缓冲部对电极组件的下次冲击进行缓冲。现有的平板状的分体式下塑胶,由于下塑胶为薄板塑料件,下塑胶在长时间使用后,受自身重力影响以及受
储能装置内部产气以及电解液的影响,下塑胶会老化下垂,导致存在极耳碎片飘落至防爆阀位置造成防爆阀的开阀准确性和稳定性均受到负面影响的问题,而本技术中的弧形的缓冲部,其自身所受重力会沿弧形面分解减小,并且能够保证第一下塑胶体和第二下塑胶体长时间叠设且紧密贴合于端盖背面,避免极耳碎片飘移至防爆阀位置,确保防爆阀的开阀稳定性和可靠性,提高储能装置的使用寿命。
7.结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一下塑胶体背离所述端盖的一侧设置有导滑槽,所述延伸部与所述导滑槽滑动配合。导滑槽可以对延伸部的滑动方向进行导向,使延伸部可以更好地相对第一下塑胶体滑动,有利于提高缓冲结构在发生形变时的稳定性,使缓冲结构能够有效的发挥缓冲作用。
8.结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述缓冲部朝向所述端盖的一侧形成缓冲空间,所述缓冲部上开设有连通所述缓冲空间的多个第一开孔。在储能装置内部的气体压力过大时,方便气体从第一开孔穿过,抵达防爆阀的位置,从而打开防爆阀,避免储能装置发生爆炸,提高储能装置的安全可靠性。
9.结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,沿所述下塑胶的宽度方向,多个所述第一开孔中,靠近所述下塑胶的中间位置的所述第一开孔的流通面积大于靠近所述下塑胶的两侧的所述第一开孔的流通面积。在储能装置的使用过程中,沿下塑胶的宽度方向,电极组件中间位置处的电极片和电解液由于散热较差,导致其温度较高,中间位置处的电化学反应较为活跃,对应的产生的气体量较大,而反之,两侧位置处的散热效果好,其温度较低,电化学反应较弱,其产气量相对较低。在储能装置因意外发生膨胀时,电极组件的中间位置的产气量大于两侧位置处的产气量。本技术中靠近下塑胶的中间位置的第一开孔的流通面积大于靠近下塑胶的两侧的第一开孔的流通面积,可以使得电极组件中间位置处的气体可以更有效的通过第一开孔聚集到防爆阀的位置处,提高防爆阀的开阀性能,从而提高储能装置的安全性。另外,位于靠近下塑胶两侧位置处的第一开孔更靠近电极组件的边缘位置,靠近两侧位置处的第一开孔与靠近中间位置处的第一开孔间隔设置,一方面,可以增强缓冲部的整体架构强度,保证结构稳定性,另一方面,电极组件中卷芯与卷芯之间的位置存在间隙,且卷芯外侧的缠绕程度较为疏松,卷芯与卷芯之间的位置更容易产生气体,卷芯与壳体之间存在间隙,此处也容易产生气体,而卷芯的中部位置卷绕紧密,难以产生气体,电极组件中气体主要在电极组件的中心位置和两侧位置,通过在缓冲部对应下塑胶的中间位置和两侧位置分别设置间隔设置的第一开孔,既可以保证缓冲部具有足够的结构强度的同时,又保证储能装置中产生的气体可以快速及有效的聚集到防爆阀的位置,提高防爆阀的安全性和快速开阀能力,提高储能装置的安全性。
10.结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一开孔沿所述下塑胶的长度方向的第一长度与沿所述下塑胶的宽度方向的第一宽度的比值范围为1.2-3,使得缓冲部具有较好的弹性变形能力,以有效吸收电极组件的冲击力,且具有较好的弹性恢复能力,以使缓冲部可以更好地复原。在第一长度与第一宽度的比值小于1.2时,缓冲部上对应第一开孔的位置的强度较低,在受到电极组件的冲击时,在第一开孔的位置处,缓冲部的变形程度相较于其他位置过大,缓冲部容易因应力集中而发生塑性变形,导致缓冲部在电极组件的冲击消除后难以自行复原。在第一长度与第一宽度的比值大于3时,缓冲部抵抗变形的能力过小,缓冲部不能够有效地吸、收缓冲电极组件的冲击力。
11.结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述缓冲结构还包括设置于所述缓冲部背离所述端盖的一侧的栅栏结构,所述栅栏结构上设置有多个第二开孔,至少部分所述第二开孔与所述第一开孔连通,所述第一开孔的流通面积大于所述第二开孔的流通面积。在储能装置内部的气体压力过大时,气体可以通过第二开孔流入第一开孔或缓冲空间中,从而抵达防爆阀的位置。栅栏结构可以对储能装置中的绝缘膜、极耳等物体进行止挡,避免绝缘膜、极耳等异物抵达防爆阀处,影响防爆阀的开启。
12.结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述栅栏结构背离所述端盖一侧的表面为平面。在电极组件冲击缓冲结构时,栅栏结构可以使缓冲部的受力更加均匀,避免缓冲部上局部受力过大,以及因储能装置受晃动跌落,电极组件朝向端盖方向挤压而与栅栏结构发生抵压时,栅栏结构的平面可以避免对电极组件造成损伤。
13.结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述缓冲部沿所述下塑胶的长度方向的第二长度与所述栅栏结构沿所述下塑胶的长度方向的第三长度的比值范围为1.5-2,使得在电极组件冲击缓冲结构时,栅栏结构与电极组件之间具有足够的接触面积,且使缓冲部具有足够的弹性变形能力。其中,在第二长度与第三长度的比值小于1.5时,栅栏结构容易使得缓冲部的整体厚度过大,导致缓冲部的弹性变形能力差,无法有效地对电极组件的冲击力进行缓冲,且导致下塑胶的整体重量增大,降低储能装置的能量密度。在第二长度与第三长度的比值大于2时,在电极组件冲击缓冲结构时,栅栏结构与电极组件的接触面积不足,栅栏结构无法有效地将电极组件的冲击力传递到缓冲部上,且栅栏结构容易导致电极组件发生局部变形,以及栅栏结构上可以开设的第二开孔的数量较少,影响储能装置中的气体通过第二开孔抵达防爆阀处,不利于防爆阀开阀,影响储能装置的安全可靠性。
14.结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一下塑胶体上开设有第一避让孔,所述第一避让孔用于容置所述端盖组件的密封钉,所述延伸部上开设有与所述密封钉避让的第二避让孔;所述缓冲结构还包括遮挡部,所述遮挡部设置于所述延伸部背离所述第一下塑胶体一侧,所述遮挡部在所述缓冲结构处于形变状态时遮挡所述密封钉,在所述缓冲结构处于复原状态时与所述密封钉错开设置。第二避让孔可以使得延伸部在相对第一下塑胶体滑动时,避免延伸部与密封钉发生干涉,导致密封钉损伤或导致第二下塑胶体损伤。在缓冲结构受到电极组件的冲击而处于形变状态时,遮挡部遮挡密封钉,避免电极组件抵顶密封钉,导致密封钉从端盖的注液孔脱出,从而储能装置的密封失效,造成电解液泄露,并且密封钉会刺入电极组件对其中的结构造成损伤,如刺破隔膜导致电极组件短路,影响电池安全性。在缓冲结构未受到电极组件的冲击而处于复原状态时,遮挡部与密封钉错开设置,例如,在加注电解液时,缓冲结构处于复原状态,遮挡部与密封钉错开设置,避免遮挡部止挡电解液进入的路径,可以有效降低电解液注入时发生反溅的机率从而提高电解液的加注效率。
15.结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述遮挡部包括支杆和挡块,所述支杆连接于所述延伸部背离所述端盖的一侧,所述挡块连接于所述支杆背离所述延伸部的一侧,所述挡块位于所述第二避让孔背离所述端盖的一侧,且与所述密封钉具有间隙。在下塑胶处于第一状态时,挡块随延伸部移动至密封钉远离端盖的一侧,以对密封钉进行保护。在下塑胶处于第二状态时,挡块在延伸部的带动下与密封钉沿下塑胶的高度方向相错开。
16.结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述支杆包括两个第一支杆和一
个第二支杆,两个所述第一支杆设置于所述第二避让孔沿所述下塑胶的宽度方向的两侧,所述第二支杆设置于所述第二避让孔沿所述下塑胶的长度方向靠近所述缓冲部的一侧,可以更稳定的对挡块进行支撑,且相比于将支杆设置为半圆柱形支撑片的形式,支杆设置为第一支杆和第二支杆,可以减小支杆的材料用量,减小下塑胶的整体质量,以及避免电解液潴留在挡块上。
17.结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述挡块背离所述延伸部的一侧的周缘设置有圆角,避免挡块的周缘产生毛刺,对电极组件造成损伤。
18.结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述第一下塑胶体和所述第二下塑胶体沿所述下塑胶的长度方向远离所述缓冲结构的一侧分别设置有凸台部,所述凸台部朝向背离所述端盖的方向延伸设置,沿所述下塑胶的高度方向,所述挡块相对所述端盖的第一高度小于所述凸台部相对所述端盖的第二高度,使得在下塑胶受到挤压时,凸台部能够先接触到电极组件,以缓冲电极组件的冲击力,避免遮挡部被冲击损坏。
19.结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述凸台部朝向所述端盖的一侧开设有导流槽,所述导流槽内设置有加强筋,所述凸台部背离所述端盖的一侧开设有连通所述导流槽的导流孔。加强筋可以加强凸台部的整体强度,提高凸台部的抗冲击能力,避免凸台部在电极组件的冲击下发生破损。在电解液流入到导流槽内之后,电解液可以通过导流孔重新回到电极组件处,从而促进电解液在储能装置内的重新分配,提高储能装置的使用寿命。
20.第二方面,本技术提供了一种端盖组件,所述端盖组件包括端盖和如上任一项所述的下塑胶,所述下塑胶连接于所述端盖上。
21.第三方面,本技术提供了一种储能装置,所述储能装置包括如上所述的端盖组件。
22.第四方面,本技术提供了一种储能系统,所述储能系统包括如上所述的储能装置,所述储能装置为所述储能系统提供电能。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅是本技术的一些实施例,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。
24.图1是本技术一实施例提供的户用储能系统的结构示意图。
25.图2是本技术一实施例提供的储能系统的结构示意图。
26.图3是本技术一实施例提供的端盖组件的爆炸图。
27.图4是本技术实施例提供的下塑胶在第一状态时的结构示意图。
28.图5是图4中的下塑胶沿a-a线的剖面图。
29.图6是图5中i处的放大图。
30.图7是本技术实施例提供的下塑胶在第二状态时的结构示意图。
31.图8是本技术实施例提供的下塑胶在第二状态时的局部剖视图。
32.图9是本技术实施例提供的下塑胶的俯视图。
33.主要元件符号说明:储能系统 1;电能转换装置 2;第一用户负载 3;第二用户负
载 4;高压电缆 51;第一电能转换装置 52;第二电能转换装置 53;储能装置 100;端盖组件 10;端盖 11;防爆阀 12;注液孔 13;密封钉 141;密封盖 142;下塑胶 20;第一下塑胶体 21;导滑槽 211;第一避让孔 212;第二下塑胶体 22;本体部 221;本体表面 221a;缓冲结构 222;缓冲空间 220;缓冲部 223;第一开孔 2231;延伸部 224;第二避让孔 2241;遮挡部 225;支杆 226;第一支杆 2261;第二支杆 2262;挡块 227;圆角 2271;栅栏结构 23;第二开孔 231;凸台部 24;导流槽 241;加强筋 242;导流孔 243;加强部 25;定位结构 26。
34.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本技术。
具体实施方式
35.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本技术中的一部分实施例,而不是全部的实施例。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。
36.在本文中提及“实施例”或“实施方式”意味着,结合实施例或实施方式描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
37.需要说明的是,本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语仅是为了描述特定实施例,并非要限制本技术。本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而非用于描述特定顺序。
38.由于人们所需要的能源都具有很强的时间性和空间性,为了合理利用能源并提高能量的利用率,需要通过一种介质或者设备,把一种能量形式用同一种或者转换成另外一种能量形式存储起来,基于未来应用需要再以特定能量形式释放出来。目前绿色电能的产生主要途径是发展光伏、风电等绿色能源来替代化石能源。
39.目前绿色电能的产生普遍依赖于光伏、风电、水势等,而风能和太阳能等普遍存在间歇性强、波动性大的问题,会造成电网不稳定,用电高峰电不够,用电低谷电太多,不稳定的电压还会对电力造成损害,因此可能因为用电需求不足或电网接纳能力不足,引发“弃风弃光”问题,要解决这些问题须依赖储能。即将电能通过物理或者化学的手段转化为其他形式的能量存储起来,在需要的时候将能量转化为电能释放出来,简单来说,储能就类似一个大型“充电宝”,在光伏、风能充足时,将电能储存起来,在需要时释放储能的电力。
40.以电化学储能为例,本方案提供一种储能装置100,储能装置100内设有一组化学电池,主要是利用电池内的化学元素做储能介质,充放电过程伴随储能介质的化学反应或者变化,简单说就是把风能和太阳能产生的电能存在化学电池中,在外部电能的使用达到高峰时再将存储的电量释放出来使用,或者转移给电量紧缺的地方再使用。
41.目前的储能(即能量存储)应用场景较为广泛,包括发电侧储能、电网侧储能以及用电侧储能等方面,对应的储能装置100的种类包括有:(1)应用在风电、光伏电站侧的大型储能电站,其可以协助可再生能源发电满足并
网要求,同时提高可再生能源利用率;储能电站作为电源侧中优质的有功/无功调节电源,实现电能在时间和空间上的负荷匹配,增强可再生能源消纳能力,减少瞬时功率变化,减少对电网的冲击,改善新能源发电消纳问题并在电网系统备用、缓解高峰负荷供电压力和调峰调频方面意义重大;(2)应用在电网侧的储能集装箱,功能主要为调峰、调频、缓解电网阻塞调峰方面,可实现对用电负荷的削峰填谷,即在用电负荷低谷时对储能电池充电,在用电负荷高峰时段将存储的电量释放,从而实现电力生产和消纳之间的平衡;(3)应用于用电侧的小型储能柜,功能主要为电力自发自用、峰谷价差套利、容量费用管理以及提高供电可靠性。根据应用场景的不同,用电侧储能可以分为工商业储能柜、户用储能装置、储能充电桩等,其一般与分布式光伏配套使用。工商业用户可利用储能进行谷峰价差套利和容量费用管理。在实施峰谷电价的电力市场中,通过低电价时给储能系统充电,高电价时储能系统放电,实现峰谷电价差套利,降低用电成本。此外,适用两部制电价的工业企业,可以利用储能系统在用电低谷时储能,在高峰负荷时放电,从而降低尖峰功率及申报的最大需求量,达到降低容量电费的目的。户用光伏配储可以提高电力自发自用水平。因高昂电价以及较差的供电稳定性,从而拉动户用光伏装机需求。考虑到光伏在白天发电,而用户一般在夜间负荷较高,通过配置储能可以更好地利用光伏电力,提高自发自用水平,同时降低用电成本。另外,通信基站、数据中心等领域需要配置储能,用于备用电源。
42.请参见图1,图1为本技术一实施例提供的户用储能系统1的结构示意图,且本技术图1实施例以用户侧储能中的家用储能场景为例进行说明,本技术储能装置并不限定于家用储能场景。
43.本技术提供一种户用储能系统1,该户用储能系统1包括电能转换装置2(光伏板)、第一用户负载3(路灯)、第二用户负载4(例如空调等家用电器)等以及储能装置100,所述储能装置100为小型储能箱,可通过壁挂方式安装于室外墙壁。储能装置100为储能系统1提供电能。具体的,光伏板可以在电价低谷时期将太阳能转换为电能,所述储能装置100用于储存该电能并在电价高峰时供给路灯和家用电器进行使用,或者在电网断电/停电时进行供电。
44.请参见图2,图2为本技术一实施例提供的储能系统1的结构示意图,且本技术图2实施例以发/配电侧共享储能场景为例进行说明,本技术储能装置100并不限定于其发/配电侧储能场景。
45.本技术提供了一种储能系统1,储能系统1包括:高压电缆51、第一电能转换装置52、第二电能转换装置53及本技术提供的储能装置100。在发电情况下,第一电能转换装置52及第二电能转换装置53用于将其它形式的能源转换为电能,与高压电缆51连接并供给配网用电侧使用。当用电负荷较低,第一电能转换装置52、第二电能转换装置53发电过剩时,将多发的电量储存至储能装置100,减少弃风、弃光率,改善新能源发电消纳问题;在用电负荷高位时,电网下达指令,将储能装置100储存的电量协同高压电缆51采用并网模式传输电能供给用电侧使用,为电网运行提供调峰、调频、备用等多种服务,充分发挥电网调峰的作用,促进电网削峰填谷,缓解电网供电压力。
46.可选地,第一电能转换装置52及第二电能转换装置53可将太阳能、光能、风能、热能、潮汐能、生物质能及机械能等中的至少一种转换为电能。
47.储能装置100的数量可以为多个,多个储能装置100相互串联或并联,多个储能装置100采用隔离板(图未示)进行支撑及电连接。本实施例中,“多个”是指两个及两个以上。储能装置100外部还可以设有储能箱,用于收容储能装置100。
48.可选地,储能装置100可包括但不限于单体电池、电池模组、电池包、电池系统等。本技术实施例提供的储能装置100的实际应用形态可以为但不限于为所列举产品,还可以是其他应用形态,本技术实施例不对储能装置100的应用形态做严格限制。本技术实施例仅以储能装置100为多芯电池为例进行说明。当该储能装置100为单体电池时,储能装置100可以为圆柱电池、方形电池等中的至少一种。
49.在本技术中,为了更清楚地描述,将x轴方向定义为下塑胶的长度方向、y轴方向定义为下塑胶的宽度方向、z轴方向定义为下塑胶的高度方向。下塑胶的长度方向、宽度方向、高度方向两两相互垂直。
50.请参阅图3,图3是本技术一实施例提供的端盖组件10的爆炸图。储能装置100包括壳体、电极组件以及端盖组件10。端盖组件10封盖壳体的开口,以将电解液和电极组件封闭在壳体内。端盖组件10包括端盖11和下塑胶20。端盖11上设置有防爆阀12。下塑胶20适于与端盖11连接。下塑胶20包括沿下塑胶20的长度方向x设置的第一下塑胶体21和第二下塑胶体22。第二下塑胶体22包括本体部221和位于本体部221靠近第一下塑胶体21一侧的且连接于本体部221的缓冲结构222。本体部221具有背离端盖11的本体表面221a,缓冲结构222相对于本体部221的本体表面221a朝向远离端盖11的方向凸起。缓冲结构222背离本体部221的一端位于第一下塑胶体21背离端盖11的一侧,且沿下塑胶20的长度方向x相对第一下塑胶体21可活动。缓冲结构222与端盖组件10的防爆阀12相对且间隔设置。
51.在储能装置100受到外力冲击(例如意外跌落或者剧烈晃动)时,电极组件向端盖11方向挤压,缓冲结构222可以在受到电极组件的向上的冲击力后发生变形,缓冲结构222沿下塑胶20的长度方向x的长度尺寸增大,此时缓冲结构222远离本体部221的搭接在第一下塑胶体21背离端盖11的一侧的自由端会朝向远离本体部221的方向移动,缓冲结构222通过变形可以吸收电极组件的冲击力,从而避免第二下塑胶体22因上压的冲击力无法释放应力而发生折断,并且缓冲结构222与防爆阀12的间隔设置可以避免电极组件直接冲击防爆阀12,造成防爆阀12被误触发,提高储能装置100的安全性、稳定性和使用寿命。
52.请一并参阅图4、图5、图6、图7及图8,图4是本技术实施例提供的下塑胶20在第一状态时的结构示意图;图5是图4中的下塑胶20沿a-a线的剖面图;图6是图5中i处的放大图;图7是本技术实施例提供的下塑胶20在第二状态时的结构示意图;图8是本技术实施例提供的下塑胶20在第二状态时的局部剖视图。下塑胶20包括第一状态和第二状态。在储能装置100处于正常状态时,下塑胶20未受到电极组件的冲击时处于第一状态,此时,缓冲结构222呈相对于本体表面221a朝向远离端盖11的方向凸起的状态,缓冲结构222远离端盖11的一侧与端盖11之间的最大距离为第一距离d1。在储能装置100受到外力冲击(例如意外跌落或者剧烈晃动)时,下塑胶20受到电极组件的冲击后处于第二状态,此时,缓冲结构222被电极组件朝向端盖11的方向抵压,缓冲结构222远离端盖11的一侧与端盖11之间的最大距离为第二距离d2。其中,第一距离d1大于第二距离d2。
53.具体地,缓冲结构222包括缓冲部223和延伸部224。缓冲部223连接于本体部221。缓冲部223相对于本体表面221a朝向远离端盖11的方向呈拱形凸出设置。延伸部224自缓冲
部223远离本体部221的一端沿下塑胶20的长度方向x延伸设置,且搭接于第一下塑胶体21背离端盖11的一侧。缓冲部223朝向端盖11的一侧形成有缓冲空间220。防爆阀12位于缓冲空间220内。在缓冲部223受到电极组件的冲击后,缓冲部223的弯曲程度变小,缓冲空间220变小,缓冲部223推动延伸部224在第一下塑胶体21背离端盖11的一侧朝向远离本体部221的方向滑动。其中,缓冲部223为弹性结构。缓冲部223配置为拱形可以更好地发挥弹性缓冲作用。缓冲部223在电极组件的冲击下可以发生弹性变形,缓冲部223弯曲程度变小,从而吸收电极组件的冲击力,在电极组件对于缓冲部223的冲击消失时,缓冲部223在弹性恢复作用下发生回弹,缓冲部223的弯曲程度变大,以便于缓冲部223对电极组件的下次冲击进行缓冲,提高储能装置100的安全性、稳定性和使用寿命。延伸部224可以对缓冲部223远离本体部221的一端的移动方向进行导向,使其朝向远离本体部221的方向移动,避免缓冲部223远离本体部221的一端朝向靠近本体部221的方向移动,导致缓冲部223折断,从而使缓冲结构222有效地发挥缓冲作用。其中,现有的呈平板状的分体式下塑胶,由于下塑胶为薄板塑料件,下塑胶在长时间使用后,受自身重力影响以及受储能装置内部气体以及电解液的影响,下塑胶会老化下垂,导致存在极耳碎片飘落至防爆阀位置造成防爆阀的开阀准确性和稳定性均受到负面影响的问题,而本技术中的弧形的缓冲部223,其自身所受重力会沿弧形面分解减小,并且能够保证第一下塑胶体21和第二下塑胶体22长时间叠设且紧密贴合于端盖11的背面,避免极耳碎片飘移至防爆阀12的位置,确保防爆阀12的开阀稳定性和可靠性,提高储能装置100的使用寿命。
54.第一下塑胶体21远离端盖11的一侧设置有导滑槽211。延伸部224与导滑槽211滑动配合。在缓冲结构222受到电极组件的冲击时,延伸部224可以在缓冲部223的推动下沿导滑槽211滑动,从而使缓冲部223进行延展,吸收电极组件的冲击力。导滑槽211可以对延伸部224的滑动方向进行导向,使延伸部224可以更好地相对第一下塑胶体21滑动,有利于提高缓冲结构222在发生形变时的稳定性,使缓冲结构222能够有效的发挥缓冲作用。其中,导滑槽211位于下塑胶20的宽度方向y的两个侧壁还可以避免延伸部224与储能装置100中的其他结构发生干涉。
55.缓冲部223上开设有连通缓冲空间220的多个第一开孔2231,以在储能装置100内部的气体压力过大时,方便气体从第一开孔2231穿过,抵达防爆阀12的位置,从而打开防爆阀12,避免储能装置100发生爆炸,提高储能装置100的安全可靠性。多个第一开孔2231沿下塑胶20的宽度方向y排布设置。沿下塑胶20的高度方向z,至少一个第一开孔2231与防爆阀12相对设置。第一开孔2231还有利于提高缓冲部223的弹性能力,使缓冲部223可以更好地吸收电极组件的冲击力。
56.其中,第一开孔2231的数量范围为3个-7个,以利于气体通过第一开孔2231抵达防爆阀12处,且使缓冲部223可以有效的发挥对电极组件的缓冲作用,并且在缓冲部223变形时,第一开孔2231可以很好的释放变形过程带来的内应力,避免缓冲部223开裂。示例性地,本实施例中以第一开孔2231的数量为3个为例。在一些实施例中,第一开孔2231的数量还可以为4个、5个、6个、7个。其中,在第一开孔2231的数量小于3个时,不利于气体快速通过第一开孔2231抵达防爆阀12处,且缓冲部223的弹性变形能力差,对于电极组件的缓冲效果差。在第一开孔2231的数量大于7个时,缓冲部223抵抗变形的能力过小,缓冲部223不能够有效地吸收、缓冲电极组件的冲击力,电极组件容易直接冲击到防爆阀12,导致防爆阀12被误触
发,且缓冲部223的回弹能力差,在电极组件的冲击消除时,缓冲部223难以自行复原。
57.在一些实施例中,沿下塑胶20的宽度方向y,多个第一开孔2231中,靠近下塑胶20的中间位置的第一开孔2231的流通面积大于靠近下塑胶20的两侧的第一开孔2231的流通面积。防爆阀12设置于端盖11沿下塑胶20的宽度方向y的中间位置。在储能装置100的使用过程中,沿下塑胶20的宽度方向y,电极组件中间位置处的电极片和电解液由于散热较差,导致其温度较高,中间位置处的电化学反应较为活跃,对应的产生的气体量较大,而反之,两侧位置处的散热效果好,其温度较低,电化学反应较弱,其产气量相对较低。在储能装置100因意外发生膨胀时,电极组件的中间位置的产气量大于两侧位置处的产气量。本技术中靠近下塑胶20的中间位置的第一开孔2231的流通面积大于靠近下塑胶20的两侧的第一开孔2231的流通面积,可以使得电极组件中间位置处的气体可以更有效的通过第一开孔2231聚集到防爆阀12的位置处,提高防爆阀12的开阀性能,从而提高储能装置100的安全性。另外,位于靠近下塑胶20两侧位置处的第一开孔2231更靠近电极组件的边缘位置,靠近两侧位置处的第一开孔2231与靠近中间位置处的第一开孔2231间隔设置,一方面,可以增强缓冲部223的整体架构强度,保证结构稳定性,另一方面,电极组件中卷芯与卷芯之间的位置存在间隙,且卷芯外侧的缠绕程度较为疏松,卷芯与卷芯之间的位置更容易产生气体,卷芯与壳体之间存在间隙,此处也容易产生气体,而卷芯的中部位置卷绕紧密,难以产生气体,电极组件中气体主要在电极组件的中心位置和两侧位置,通过在缓冲部223对应下塑胶20的中间位置和两侧位置分别设置呈间隔设置的第一开孔2231,既可以保证缓冲部223具有足够的结构强度的同时,又保证储能装置100中产生的气体可以快速及有效的聚集到防爆阀12的位置,提高防爆阀12的安全性和快速开阀能力,提高储能装置100的安全性。
58.请参阅图9,图9是本技术实施例提供的下塑胶20的俯视图。第一开孔2231沿下塑胶20的长度方向x的第一长度l1与沿下塑胶20的宽度方向y的第一宽度w1的比值范围为1.2-3。例如,第一长度l1与第一宽度w1的比值可以为1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.8、2.0、2.5、3等等。第一长度l1和第一宽度w1的比值范围为1.2-3时,可以使得缓冲部223具有较好的弹性变形能力,以有效吸收电极组件的冲击力,且具有较好的弹性恢复能力,以使缓冲部223可以更好地复原。在第一长度l1与第一宽度w1的比值小于1.2时,缓冲部223上对应第一开孔2231的位置的强度较低,在受到电极组件的冲击时,在第一开孔2231的位置处,缓冲部223的变形程度相较于其他位置过大,缓冲部223容易因应力集中而发生塑性变形,导致缓冲部223在电极组件的冲击消除后难以自行复原。在第一长度l1与第一宽度w1的比值大于3时,缓冲部223抵抗变形的能力过小,缓冲部223不能够有效地吸收缓冲电极组件的冲击力。
59.请参阅图4和图6,缓冲结构222还包括设置于缓冲部223背离端盖11的一侧的栅栏结构23。栅栏结构23上设置有多个第二开孔231。至少部分第二开孔231与第一开孔2231连通。第一开孔2231的流通面积大于第二开孔231的流通面积。在储能装置100内部的气体压力过大时,气体可以通过第二开孔231流入第一开孔2231或缓冲空间220中,从而抵达防爆阀12的位置。栅栏结构23可以对储能装置100中的绝缘膜、极耳等物体进行止挡,避免绝缘膜、极耳等异物抵达防爆阀12处,影响防爆阀12的开启。
60.其中,多个第二开孔231呈多行多列排布设置。在一些实施例中,沿下塑胶20的宽度方向y,多个第二开孔231中,靠近下塑胶20的中心位置的第二开孔231的排布密度大于靠近两侧位置的第二开孔231的排布密度,以便于气体集中于下塑胶20的中心位置,方便气体
顶开防爆阀12。在一些实施例中,多个第二开孔231可以沿下塑胶20的宽度方向y均匀排布设置。
61.栅栏结构23背离缓冲部223的一侧表面设置为平面,且与端盖11朝向下塑胶20的一侧表面平行,从而在电极组件冲击缓冲结构222时,栅栏结构23可以使缓冲部223的受力更加均匀,避免缓冲部223上局部受力过大,以及因储能装置100受晃动跌落,电极组件朝向端盖11方向挤压而与栅栏结构23发生抵压时,栅栏结构23的平面可以避免对电极组件造成损伤。栅栏结构23背离缓冲部223的一侧表面与端盖11朝向下塑胶20的一侧的表面之间的距离为缓冲结构222远离端盖11的一侧与端盖11之间的最大距离。
62.缓冲部223下塑胶20的长度方向x的第二长度l2与栅栏结构23沿下塑胶20的长度方向x的第三长度l3的比值范围为1.5-2,以使得在电极组件冲击缓冲结构222时,栅栏结构23与电极组件之间具有足够的接触面积,且使缓冲部223具有足够的弹性变形能力。例如,第二长度l2和第三长度l3的比值可以为1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0等等。其中,在第二长度l2与第三长度l3的比值小于1.5时,栅栏结构23容易使得缓冲部223的整体厚度过大,导致缓冲部223的弹性变形能力差,无法有效地对电极组件的冲击力进行缓冲,且导致下塑胶20的整体重量增大,降低储能装置100的能量密度。在第二长度l2与第三长度l3的比值大于2时,在电极组件冲击缓冲结构222时,栅栏结构23与电极组件的接触面积不足,栅栏结构23无法有效地将电极组件的冲击力传递到缓冲部223上,且栅栏结构23容易导致电极组件发生局部变形,以及栅栏结构23上可以开设的第二开孔231的数量较少,影响储能装置100中的气体通过第二开孔231抵达防爆阀12处,不利于防爆阀12开阀,影响储能装置100的安全可靠性。沿下塑胶20的长度方向x,栅栏结构23的第三长度l3小于第一开孔2231的第一长度l1,以便于气体更快速的抵达防爆阀12处。
63.请一并参阅图3、图4及图6,端盖11上开设有注液孔13,电解液可以通过注液孔13注入到储能装置100中。端盖组件10还包括设置于端盖11上的密封钉141和密封盖142。密封钉141用于封堵注液孔13,以避免储能装置100中的电解液泄露。密封盖142与端盖11焊接设置,以在电解液加注完毕后,将密封钉141限定在注液孔13内,并封闭注液孔13。
64.第一下塑胶体21上对应注液孔13的位置开设有第一避让孔212。第一避让孔212用于容置端盖组件10的密封钉141。延伸部224上开设有与密封钉141避让的第二避让孔2241。第二避让孔2241可以使得延伸部224在相对第一下塑胶体21滑动时,避免延伸部224与密封钉141发生干涉,导致密封钉141损伤或导致第二下塑胶体22损伤。第二避让孔2241自延伸部224远离缓冲部223的一端朝向缓冲部223的方向开设。
65.缓冲结构222还包括遮挡部225。遮挡部225设置于延伸部224背离第一下塑胶体21的一侧。在下塑胶20处于第一状态时,缓冲结构222受到电极组件的冲击而处于形变状态,此时遮挡部225遮挡密封钉141,避免电极组件抵顶密封钉141,导致密封钉141顶开密封盖142,使密封盖142与端盖11连接失效,密封钉141从端盖11的注液孔13脱出,从而储能装置100的密封失效,造成电解液泄露,并且密封钉141刺入电极组件对其中的结构造成损伤,如刺破隔膜导致电极组件短路,影响储能装置100的安全性。在下塑胶20处于第二状态时,缓冲结构222未受到电极组件的冲击而处于复原状态,此时遮挡部225与密封钉141错开设置。例如,在加注电解液时,缓冲结构222处于复原状态,遮挡部225与密封钉141错开设置,避免遮挡部225止挡电解液进入的路径,可以有效降低电解液注入时发生反溅的机率,从而提高
电解液的加注效率。
66.遮挡部225包括支杆226和挡块227。支杆226连接于延伸部224背离端盖11的一侧。挡块227连接于支杆226背离延伸部224的一侧。挡块227位于第二避让孔2241背离端盖11的一侧。沿下塑胶20的高度方向x,挡块227与密封钉141之间具有间隙,以避免挡块227与密封钉141之间产生干涉。在下塑胶20处于第一状态时,挡块227随延伸部224移动至密封钉141远离端盖11的一侧,以对密封钉141进行保护。在下塑胶20处于第二状态时,挡块227在延伸部224的带动下与密封钉141沿下塑胶20的高度方向z相错开。挡块227背离延伸部224的一侧的周缘设置有圆角2271,以避免挡块227的周缘产生毛刺,对电极组件造成损伤。
67.支杆226包括两个第一支杆2261和一个第二支杆2262。两个第一支杆2261设置于第二避让孔2241沿下塑胶20的宽度方向y的两侧。第二支杆2262设置于第二避让孔2241沿下塑胶20的长度方向x靠近缓冲部223的一侧。第一支杆2261和第二支杆2262环绕第二避让孔2241呈90
°
间隔排布设置,从而可以更稳定的对挡块227进行支撑,且相比于将支杆226设置为半圆柱形支撑片的形式,本技术中将支杆226设置为第一支杆2261和第二支杆2262,可以减小支杆226的材料用量,减小下塑胶20的整体质量,以及避免电解液潴留在挡块227上。
68.请一并参阅图3、图5及图6,第一下塑胶体21和第二下塑胶体22沿下塑胶20的长度方向x远离缓冲结构222的一侧分别设置有凸台部24。凸台部24朝向背离端盖11的方向延伸设置。沿下塑胶20的高度方向z,挡块227相对端盖11的第一高度h1小于凸台部24相对端盖11的第二高度h2,以使得在下塑胶20受到挤压时,凸台部24能够先接触到电极组件,以缓冲电极组件的冲击力,避免遮挡部225被冲击损坏。
69.凸台部24朝向端盖11的一侧开设有导流槽241。导流槽241内设置有加强筋242。加强筋242可以加强凸台部24的整体强度,提高凸台部24的抗冲击能力,避免凸台部24在电极组件的冲击下发生破损。凸台部24背离端盖11的一侧开设有连通导流槽241的导流孔243。在电解液流入到导流槽241内之后,电解液可以通过导流孔243重新回到电极组件处,从而促进电解液在储能装置100内的重新分配,提高储能装置100的使用寿命。
70.凸台部24沿下塑胶20的宽度方向y的两侧设置有加强部25。加强部25自凸台部24沿下塑胶20的长度方向x朝向缓冲结构222的方向延伸设置。加强部25可以增强第一下塑胶体21和第二下塑胶体22的整体强度,以及增大储能装置100中的用于容置电极组件的maylar保护膜与第一下塑胶体21和第二下塑胶体22的连接面积,提高maylar保护膜与下塑胶20的连接可靠性。
71.在一些实施例中,第一下塑胶体21和第二下塑胶体22朝向端盖11的一侧设置有定位结构26,端盖11朝向下塑胶20的一侧设置有与定位结构26相配合的配合结构,通过定位结构26与配合结构的配合,可以提高第一下塑胶体21和第二下塑胶体22与端盖11的连接稳定性,以及避免在安装时第一下塑胶体21和第二下塑胶体22相对端盖11错位,提高端盖组件10的装配效率。其中,定位结构26可以配置为凸设于第一下塑胶体21和第二下塑胶体22朝向端盖11一侧的凸起,配合结构可以配置为开设与端盖11上的凹槽。在下塑胶20装配于端盖11上时,凸起容置于凹槽内。在一些实施例中,定位结构26也可以配置为凹槽,配合结构也可以配置为凸起。
72.以上所述,仅为本技术的具体实施方式,但本技术的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替
换,这些修改或替换都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此,本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
技术特征:
1.一种下塑胶,所述下塑胶适于与端盖组件的端盖连接,其特征在于,包括:第一下塑胶体;以及第二下塑胶体,所述第二下塑胶体包括本体部和位于所述本体部靠近所述第一下塑胶体一侧的且连接于所述本体部的缓冲结构;所述本体部具有背离所述端盖的本体表面,所述缓冲结构相对于所述本体部的所述本体表面朝向远离所述端盖的方向凸起,所述缓冲结构背离所述本体部的一端位于所述第一下塑胶体背离所述端盖的一侧,且沿所述下塑胶的长度方向相对所述第一下塑胶体可活动,所述缓冲结构与所述端盖组件的防爆阀相对且间隔设置。2.根据权利要求1所述的下塑胶,其特征在于,所述缓冲结构包括缓冲部和延伸部,所述缓冲部连接于所述本体部,所述缓冲部朝向远离所述端盖的方向呈拱形凸出设置,所述延伸部自所述缓冲部远离所述本体部的一端沿所述下塑胶的长度方向延伸设置,且搭接于所述第一下塑胶体背离所述端盖的一侧。3.根据权利要求2所述的下塑胶,其特征在于,所述第一下塑胶体背离所述端盖的一侧设置有导滑槽,所述延伸部与所述导滑槽滑动配合。4.根据权利要求2所述的下塑胶,其特征在于,所述缓冲部朝向所述端盖的一侧形成缓冲空间,所述缓冲部上开设有连通所述缓冲空间的多个第一开孔。5.根据权利要求4所述的下塑胶,其特征在于,沿所述下塑胶的宽度方向,多个所述第一开孔中,靠近所述下塑胶的中间位置的所述第一开孔的流通面积大于靠近所述下塑胶的两侧的所述第一开孔的流通面积。6.根据权利要求4所述的下塑胶,其特征在于,所述第一开孔沿所述下塑胶的长度方向的第一长度与沿所述下塑胶的宽度方向的第一宽度的比值范围为1.2-3。7.根据权利要求4所述的下塑胶,其特征在于,所述缓冲结构还包括设置于所述缓冲部背离所述端盖的一侧的栅栏结构,所述栅栏结构上设置有多个第二开孔,至少部分所述第二开孔与所述第一开孔连通,所述第一开孔的流通面积大于所述第二开孔的流通面积。8.根据权利要求7所述的下塑胶,其特征在于,所述栅栏结构背离所述端盖一侧的表面为平面。9.根据权利要求8所述的下塑胶,其特征在于,所述缓冲部沿所述下塑胶的长度方向的第二长度与所述栅栏结构沿所述下塑胶的长度方向的第三长度的比值范围为1.5-2。10.根据权利要求2所述的下塑胶,其特征在于,所述第一下塑胶体上开设有第一避让孔,所述第一避让孔用于容置所述端盖组件的密封钉,所述延伸部上开设有与所述密封钉避让的第二避让孔;所述缓冲结构还包括遮挡部,所述遮挡部设置于所述延伸部背离所述第一下塑胶体一侧,所述遮挡部在所述缓冲结构处于形变状态时遮挡所述密封钉,在所述缓冲结构处于复原状态时与所述密封钉错开设置。11.根据权利要求10所述的下塑胶,其特征在于,所述遮挡部包括支杆和挡块,所述支杆连接于所述延伸部背离所述端盖的一侧,所述挡块连接于所述支杆背离所述延伸部的一侧,所述挡块位于所述第二避让孔背离所述端盖的一侧,且与所述密封钉具有间隙。12.根据权利要求11所述的下塑胶,其特征在于,所述支杆包括两个第一支杆和一个第二支杆,两个所述第一支杆设置于所述第二避让孔沿所述下塑胶的宽度方向的两侧,所述第二支杆设置于所述第二避让孔沿所述下塑胶的长度方向靠近所述缓冲部的一侧。
13.根据权利要求11所述的下塑胶,其特征在于,所述挡块背离所述延伸部的一侧的周缘设置有圆角。14.根据权利要求11所述的下塑胶,其特征在于,所述第一下塑胶体和所述第二下塑胶体沿所述下塑胶的长度方向远离所述缓冲结构的一侧分别设置有凸台部,所述凸台部朝向背离所述端盖的方向延伸设置,沿所述下塑胶的高度方向,所述挡块相对所述端盖的第一高度小于所述凸台部相对所述端盖的第二高度。15.根据权利要求14所述的下塑胶,其特征在于,所述凸台部朝向所述端盖的一侧开设有导流槽,所述导流槽内设置有加强筋,所述凸台部背离所述端盖的一侧开设有连通所述导流槽的导流孔。16.一种端盖组件,其特征在于,包括端盖和如权利要求1-15中任一项所述的下塑胶,所述下塑胶连接于所述端盖上。17.一种储能装置,其特征在于,包括如权利要求16所述的端盖组件。18.一种储能系统,其特征在于,包括如权利要求17所述的储能装置,所述储能装置为所述储能系统提供电能。
技术总结
本申请提供了一种下塑胶、端盖组件、储能装置及储能系统。下塑胶适于与端盖组件的端盖连接。下塑胶包括第一下塑胶体以及第二下塑胶体。第二下塑胶体包括本体部和位于本体部靠近第一下塑胶体一侧的缓冲结构;缓冲结构相对本体部向远离端盖的方向凸起,缓冲结构远离本体部的一端位于第一下塑胶体背离端盖的一侧,且沿下塑胶的长度方向相对第一下塑胶体可活动,缓冲结构与端盖组件的防爆阀相对且间隔设置。在储能装置受到外力冲击时,缓冲结构可以在受到电极组件的冲击后发生变形,通过变形可以吸收电极组件的冲击力,从而避免第二下塑胶体发生折断,以及避免电极组件直接冲击防爆阀,造成防爆阀被误触发,提高储能装置的安全性、稳定性和使用寿命。定性和使用寿命。定性和使用寿命。
技术研发人员:李茂松
受保护的技术使用者:厦门海辰储能科技股份有限公司
技术研发日:2023.08.29
技术公布日:2023/9/23
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