储能箱的制作方法

1.本实用新型涉及储能领域，特别是关于一种轻量化的储能箱。


背景技术：

2.随着经济的飞速发展，各行各业对电的需求越来越大。目前，箱式储能产品开发日渐成熟，并且对于箱式储能的能量密度提高有着迫切的需求，液冷既能提高箱式储能的能量密度，又能保证电芯的温度一致性。
3.现有技术中储能箱的箱体多使用金属外壳钣金结构，重量较大且成本相对较高，同时散热方式多以底部液冷散热为主，但散热效果不佳，导致箱内电池温度不一致无法高倍率运行。
4.因此，本领域亟需一种具有改善的散热效果，以及轻量化箱体的储能箱。
5.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种储能箱，其具有改善的散热效果和更轻量化的箱体。
7.为实现上述目的，本实用新型的实施例提供了一种储能箱，包括形成有容纳空间的箱体，所述箱体包括至少两个冷却底板，所述冷却底板包括进液口、出液口以及连通所述进液口和出液口的冷却流道，其中，所述冷却流道被设置为：使自所述进液口流入且由所述出液口流出的冷却液的流域面积等于所述冷却底板的面积。
8.在本实用新型的一个或多个实施方式中，所述冷却流道包括具有相反引流方向的第一流向段和第二流向段，所述第一流向段和第二流向段分别包括沿其引流方向设置的导流隔栅。
9.在本实用新型的一个或多个实施方式中，所述箱体还包括端板，所述端板包括端板本体和端板加强板，所述端板本体包括阻挡板以及围合所述阻挡板的加强框，所述端板加强板包括可与所述阻挡板贴合的第一安装位以及与所述阻挡板具有间距的第二安装位，所述端板加强板可调节地装配于所述第一安装位或第二安装位。
10.在本实用新型的一个或多个实施方式中，所述冷却底板为端部开口的多腔体型材，所述端板的加强框还包括可与所述冷却底板的端部开口配合的塞条，所述塞条和冷却底板的端部开口搅拌摩擦焊接。
11.在本实用新型的一个或多个实施方式中，所述端板包括前端板，所述储能箱还包括可装配于所述前端板背离所述容纳空间一侧的面板。
12.在本实用新型的一个或多个实施方式中，所述至少两个冷却底板的进液口和出液口均设置于临近所述前端板的一侧。
13.在本实用新型的一个或多个实施方式中，所述箱体还包括连接在一对所述端板之间的侧板，所述侧板为多腔体型材，所述侧板与所述冷却底板焊接固定。
14.在本实用新型的一个或多个实施方式中，所述侧板与所述端板的加强框焊接固定。
15.在本实用新型的一个或多个实施方式中，所述箱体内设置有分割所述容纳空间的隔舱板，所述隔舱板与所述冷却底板焊接固定。
16.在本实用新型的一个或多个实施方式中，所述隔舱板将所述容纳空间分割为至少两个电芯舱，所述箱体包括与所述至少两个电芯舱对应的至少两个顶板。
17.与现有技术相比，根据本实用新型实施方式的储能箱，在底部设置了至少两块冷却底板，每块冷却底板内均具有冷却流道，减少了单条冷却流道内冷却液的行程，提高了整体的冷却效果，同时使用了多腔体型材以减少整体的重量。
附图说明
18.图1是根据本实用新型一实施方式的储能箱的结构图；
19.图2是根据本实用新型一实施方式的冷却底板的结构图；
20.图3是根据本实用新型一实施方式的后端板的结构图；
21.图4是根据本实用新型一实施方式的后端板加强板处于第一安装位的示意图；
22.图5是根据本实用新型一实施方式的后端板加强板处于第二安装位的示意图；
23.图6是根据本实用新型一实施方式的后端板与冷却底板连接的示意图；
24.图7是根据本实用新型一实施方式的前端板的结构图。
25.主要附图标记说明：
26.100-储能箱，10-冷却底板，11-冷却流道，12-导流格栅，13-进液口，14出液口，20-侧板，30-前端板，31-前端板本体，32-前端板加强板，33-面板，34-通道，35-水嘴，40-后端板，41-后端板本体，411-阻挡板，412-加强框，413-塞条，42-后端板加强板，50-顶板，60-隔舱板。
具体实施方式
27.下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
28.除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
29.如图1所示，根据本实用新型一实施方式的储能箱100，包括箱体。箱体定义了储能箱100的整体外观，箱体内形成有容纳空间，并且该容纳空间可以用于装设不同规格的电芯。在本实施方式中，箱体包括冷却底板10，通过该冷却底板10对装设于容纳空间内的电芯进行冷却降温。
30.示范性地，电芯可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等。电芯可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。电芯一般按封装的方式分成三种：圆柱电池单体、方形电池单体和软包
电池单体。本实用新型实施例对以上电芯的具体形式不作限定。
31.本实施方式中，储能箱100的箱体整体上可以由型材搭建，具体地，可以是由冷却底板10、侧板20、前端板30、后端板40和顶板50合围而成，并且，冷却底板10的数量至少包括两块。
32.电芯对环境温度较为敏感，且随着技术的发展，电芯能量密度越来越大，在充放电过程中可能产生更多的热量。长期工作在高温环境下会降低电芯的使用寿命，更严重的可能会产生泄漏甚至起火爆炸的危险，因此需要储能箱能够对其中的电芯做持续的温控。一个可以考虑的方式是，与电芯配合设置冷却底板。
33.冷却底板10包括进液口13、出液口14以及连接在进液口13和出液口14之间的冷却流道11。使用时，可以从冷却底板10的进液口13接入冷却液，冷却液沿冷却流道11流动，从而与冷却底板10配合的电芯产生热量交换，最终经过热量交换而升温的冷却液从冷却底板10的出液口14排出，从而实现对电芯的温控。
34.本实施方式中，冷却流道11可以被设置为：使自进液口13流入且由所述出液口14流出的冷却液的流域面积等于所述冷却底板10的面积。这样，冷却液可以充分地与冷却底板10配合的电芯进行热量交换，提升冷却底板10的冷却效率。
35.如图2所示，具体地，冷却流道11可以是具有迂回的布置结构，例如s形。在这样的布置结构中，冷却流道11具有相反的第一流向和第二流向，如图2中的箭头所示。第一流向和第二流向与冷却底板10的长度方向平行，易于想到的，在其他实施例中，第一流向和第二流向也可以垂直于冷却底板10的长度方向。
36.冷却流道11内形成有沿其引流方向设置的导流隔栅12，导流隔栅12可以引导冷却流道11内的冷却液沿着引流方向行进，且在引流方向上能够更均匀地流过冷却流道11。相应地，针对同样的流域面积，冷却流道11的长度可以被设置为更短，也即冷却液的流程缩短，使冷却液不会因为流通时间过长吸热过多，导致在冷却流道11的后段温度较高，从而降低冷却底板10的冷却效果。
37.通常冷却底板10采用一整块设计，采用“单进单出”的通道结构，冷却液因为流通时间较长，在通道的后段可能会因为吸热过多，冷却液本身温度较高，导致后段冷却效果不佳。因而在本实施例中，采用了两块冷却底板10，采用“双进双出”的冷却结构，冷却液行程和流通时间缩短，使冷却液不会因为流通时间过长吸热过多，在流经冷却流道11的后段时因为温度过高导致冷却效果降低，从而使整个箱体内的温差不会过大，具有较好的冷却效果。
38.易于想到的是，在其他实施例中，也可以使用三块及以上的冷却底板10，以减小冷却底板10的宽度，进一步提高冷却效果。进一步的，冷却底板10的数量可以根据生产需要来确定，模块化的设计有助于降低成本。
39.冷却底板10可以是对板材进行焊接以形成冷却流道11结构，但可能存在冷却流道11结构紧凑，焊接难度大，难以保证气密性的问题。在本实施例中，参考图2，冷却底板10通过挤压多腔体型材直接形成，型材内部腔道直接形成冷却流道11，加工便捷，大大降低了生产成本。
40.储能箱100包括前端板30和后端板40，参考图3所示的后端板40，包括后端板本体41和后端板加强板42，后端板本体41还包括阻挡板411以及四周的加强框412，后端板加强
板42同样使用多腔体型材，其内含多个中空的腔道，且加强框412两侧也为镂空结构，可以在保证坚固的同时降低整体的重量，优选的，后端板加强板42通过螺栓与后端板本体41固定。
41.如图4所示，后端板加强板42嵌入后端板本体41内并与阻挡板411紧贴，此时后端板加强板42处于第一安装位。参考图5，后端板加强板42与阻挡板411之间具有一定间隙，此时后端板加强板42处于第二安装位。
42.当后端板加强板42处于第一安装位时，紧贴阻挡板411的后端板加强板42可以防止阻挡板411向朝着后端加强板42的方向形变，阻挡板411可以顶紧内部的电芯，防止电芯松动。当后端板加强板42处于第二安装位时，由于后端板加强板42和阻挡板411之间间隙的存在，可以给与箱体内电芯一定的位移空间，便于调节电芯间装配松紧及间隙。
43.应当理解的是，第二安装位并非是一个固定的位置，后端板加强板42与阻挡板411之间具有一定间隙，可以通过调整该间隙的不同从而限定后端板加强板42位于不同的第二安装位。
44.具体地，后端板加强板42和阻挡板411的固定可以使用卡扣、螺栓或者其他形式，其中使用螺栓可以无级调节后端板加强板42的位置。因此在本实施例中，优选采用螺栓来固定后端板加强板42与阻挡板411。调节螺栓的松紧可以调整后端板加强板42处于第一安装位或第二安装位，以此可调节电芯间装配松紧及间隙，便于安装拆卸。
45.如图6所示，在后端板加强框412的底部设置有塞条413，在组装时将塞条413嵌入冷却底板10内，可以提高密封效果，即使发生泄漏时冷却液也无法第一时间溢出，且相对没有塞条413时溢出速度更慢，更利于工作人员检修。同时对加强框412与冷却底板10的连接处进行焊接处理，优选的采用搅拌摩擦焊工艺，无需焊料成本较低且不会产生高温和有害气体，密封效果好可以达到ip68级密封效果，即完全防止外物包括灰尘和液体通过，能有效防止冷却液外溢对电芯造成损坏。
46.参考图7，前端板30包括前端板本体31和前端板加强板32，以及直接固定于前端板本体31的面板33，在面板上可以设置使用说明或者宣传内容等。易于想到的，当前面板处于无法直接观察的位置时，也可以在后端板处设置一面板，来实现说明、宣传或者其他的作用，提高了整体的拓展性。
47.易于想到的，前端板30同样具有第一安装位和第二安装位，可调节前端板加强板32处于第一安装位或第二安装位，以便于调节电芯间装配松紧及间隙。这里前端板安装板和前端板的安装固定方式可以参考上述后端板40所述，在此不再赘述。
48.参考图2和图7，进液口13和出液口14均位于冷却底板10靠近前端板30的一侧。前端板30底部同样具有塞条413并嵌入冷却底板10内，采用搅拌摩擦焊工艺进行焊接，以达到ip68密封效果，防止冷却液外溢对电芯造成损坏。同时在前端板本体31上对应进液口13和出液口14的位置设置有通道34，并设置有水嘴35，便于输入输出冷却液。且面板33可对水嘴35提供保护，防止因操作不当碰撞水嘴35造成损坏。
49.在本实施例中，因各板材厚度较薄，因此侧板20与冷却底板10、前端板30和后端板40之间优选采用cmt自动焊或手工tig焊接等方式实现连接，焊后变形小，焊缝均匀一致，焊接速度高且成本低。
50.参考图1，在储能箱100的箱体内设置有隔舱板60，隔舱板60将箱体分割成多个电
芯舱，隔舱板60与冷却底板10通过cmt自动焊或手工tig焊接等方式焊接固定。在其他实施例中，隔舱板60可与侧板20或前端板30和后端板40固定，方便更换冷却底板10。易于想到的，隔舱板60也可以为活动设置，不与冷却底板10、侧板20、前端板30或后端板40固定。
51.在本实施例中，隔舱板60将箱体内的容纳空间分割成了至少两个电芯舱。当隔舱板60为活动设置时，电芯舱也随之改变大小以适应不同尺寸的电芯。在本实施例中，储能箱100顶部设置有多个顶板50，每个顶板50对应并遮盖一电芯舱，在操作单个电芯时只需操作对应的顶板50，方便工作人员操作。
52.在本实施例中，为实现电芯之间的物理隔离，隔舱板60和顶板50优选采用绝缘材料，以防止电芯发生泄漏甚至起火时影响其他电芯，提高整体的安全性。
53.前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。