本發(fā)明屬于電池領(lǐng)域，具體為一種大容量電池組件。

背景技術(shù)：

1、目前，隨著全球能源需求的不斷增長和環(huán)境保護意識的提高，儲能技術(shù)逐漸成為解決能源問題的重要手段之一。

2、儲能集裝箱作為一種新型的儲能設(shè)備，具有便攜、靈活、高效等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)、交通運輸、航空航天等領(lǐng)域。市場上現(xiàn)有的儲能集裝箱包括箱體以及位于箱體內(nèi)的電池簇支撐框架以及固定在電池簇支撐框架上的多個大容量電池。如何可靠的將多個大容量電池固定在電池簇支撐框架上是目前急需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種大容量電池組件，基于托架組件可以可靠的將大容量電池固定在電池簇支撐框架上。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種大容量電池組件，其特殊之處在于：包括大容量電池以及托架組件；

3、大容量電池括外殼、液冷管、絕緣密封膠層、絕緣防護罩以及n個單體電池；其中n為大于1的整數(shù)；n個單體電池沿同一方向排布在外殼內(nèi)；

4、外殼設(shè)有至少一個沿x方向延伸的共享腔室；

5、外殼頂板開設(shè)能夠使各個單體電池極性端子伸出的避讓孔；各個單體電池極性端子伸出對應(yīng)避讓孔且避讓孔周邊的外殼區(qū)域與單體電池殼體固定密封；

6、單體電池極性端子伸出避讓孔的部位開設(shè)通槽；液冷管固定在各個單體電池極性端子的通槽內(nèi)；

7、絕緣密封膠層鋪設(shè)在外殼頂板，各個單體電池極性端子的電連接部以及液冷管進液端和出液端伸出絕緣密封膠層；

8、絕緣防護罩設(shè)置在外殼頂部，各單體電池極性端子位于該絕緣防護罩內(nèi)；

9、托架組件包括支撐構(gòu)件和兩個l形托架；支撐構(gòu)件用于置于大容量電池底部，支撐大容量電池；l形托架包括第一托架和第二托架，其中第一托架平行于yz平面，第二托架平行于xy平面，兩個l形托架的第一托架分別固定在支撐構(gòu)件的兩端，兩個l形托架的第二托架分別用于與電池簇支撐框架相對的邊梁固定。

10、本發(fā)明利用支撐構(gòu)件從大容量電池底部對大容量電池進行支撐，并通過固定在支撐構(gòu)件兩端的l形托架將大容量電池穩(wěn)定的固定在電池簇支撐框架上，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，穩(wěn)定性高，使基于此類大容量電池組件構(gòu)建的電池簇具有較高的能量密度。

11、另外，本發(fā)明將多個單體電池置于具有共享腔室的一個外殼內(nèi)部，共享腔室可以作為電解液共享腔室和/或氣體腔室，可以利用共享腔室和位于外殼內(nèi)的各個單體電池內(nèi)腔貫通，使得各單體電池電解液和/或氣體共享來保障各單體電池的一致性，減少了各單體電池電解液之間的差異，一定程度上提升了各單體電池之間的一致性，從而一定程度上提升了大容量電池的循環(huán)壽命。氣體腔室，還可以作泄爆通道使用，當任一單體電池氣體口處的泄爆膜被內(nèi)腔煙氣沖破時，該單體電池內(nèi)腔和氣體腔室連通，其內(nèi)部的煙氣通過氣體腔室排出，提高該大容量電池的安全性。

12、本發(fā)明各個單體電池極性端子伸出外殼頂部，相對于極性端子位于外殼內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，極柱散熱效果較好；另外，當極性端子伸出外殼后，還可以在各個單體電池極性端子伸出避讓孔的部位固定液冷管，液冷管與各個單體電池直接接觸，將熱量及時導(dǎo)出，該散熱方式實現(xiàn)了對大容量電池內(nèi)各個單體電池的均衡散熱，提高了大容量電池的使用安全性。

13、本發(fā)明通過向外殼頂部鋪設(shè)絕緣密封膠，形成絕緣密封膠層，當固定在極柱轉(zhuǎn)接件上液冷管表面產(chǎn)生凝露，在絕緣密封膠層的阻擋下，凝露無法滲入極柱轉(zhuǎn)接件與外殼頂板之間的間隙，進而可以防止電池短路的情況發(fā)生。

14、同時，本發(fā)明利用絕緣防護罩為極柱轉(zhuǎn)接件提供絕緣防護，避免大容量電池運行過程中極柱轉(zhuǎn)接件外露可能存在的安全隱患，并且也避免了外部環(huán)境的一些異物落入極柱轉(zhuǎn)接件位置導(dǎo)致大容量電池短路的問題，提升了大容量電池的安全性。

15、進一步地，可以僅僅設(shè)置一個共享腔室，該共享腔室優(yōu)選為設(shè)置在外殼底板的電解液共享腔室，電解液共享腔室內(nèi)腔和所有單體電池內(nèi)腔連通。

16、進一步地，可以設(shè)置兩個共享腔室，其中過一個共享腔室為上述的電解液共享腔室，另一共享腔室為設(shè)置在外殼頂板的氣體腔室，覆蓋在各個單體電頂部氣體口；

17、氣體口為通孔，氣體腔室內(nèi)腔通過氣體口直接與各個單體電池內(nèi)腔的氣體區(qū)連通；基于氣體腔室可以將各個單體電池的氣體區(qū)連通，達到氣體平衡，使得各單體電池氣體共享來保障各單體電池的一致性，一定程度上提升了大容量電池的循環(huán)壽命；當任一單體電池發(fā)生熱失控時，該單體電池內(nèi)腔的煙氣進入氣體腔室，通過氣體腔室排出，提高該大容量電池的安全性。

18、或，氣體口處設(shè)有泄爆膜，當任一單體電池氣體口處的泄爆膜被內(nèi)腔煙氣沖破時，該單體電池內(nèi)腔的氣體區(qū)和氣體腔室內(nèi)腔連通。此時氣體腔室作為泄爆通道使用，當任一單體電池氣體口處的泄爆膜被內(nèi)腔煙氣沖破時，該單體電池內(nèi)腔和氣體腔室連通，其內(nèi)部的煙氣通過氣體腔室排出，提高該大容量電池的安全性。

19、進一步地，外殼包括兩端敞口的筒體組件以及覆蓋在筒體組件兩個敞口端的端板組件；電解液共享腔室位于筒體組件底部，沿x方向延伸的液體通道。

20、進一步地，筒體組件包括筒體以及設(shè)置在筒體內(nèi)底面具有與筒體長度相同的沿x方向延伸、y方向排布的兩塊凸臺，凸臺的頂面為各個單體電池的支撐面，在y方向上，兩塊凸臺之間形成液體通道，作為電解液共享腔室，可采用鋁擠壓工藝一體成型。

21、進一步地，端板組件包括第一端板和第二端板；

22、第一端板上開設(shè)第一通孔；第一端板用于與固定在第一通孔處的泄爆機構(gòu)配合，密封大容量電池的氣體腔室敞口端、電解液共享腔室敞口端以及筒體敞口端；

23、第二端板與第一端板相互平行且二者之間具有間隙，該間隙作為氣體通道；氣體通道沿z方向延伸，氣體通道的進氣端用于與氣體腔室連通，氣體通道的出氣端與第一通孔連通；在z方向上，氣體通道的進氣端高于氣體通道的出氣端。

24、將泄爆機構(gòu)的固定區(qū)域設(shè)置為面積較大的電解液共享腔室敞口端或氣體腔室敞口端與電解液共享腔室敞口端之間的端板區(qū)域，相對于將泄爆機構(gòu)固定在氣體腔室正對的端板區(qū)域，使的泄爆機構(gòu)易于安裝。

25、當將端板組件密封固定在筒體組件敞口端時，利用泄爆機構(gòu)對第一通孔進行密封；氣體通道的進氣口和氣體腔室連通，氣體通道的出氣口通過第一通孔和泄爆機構(gòu)連通；且直接將第一端板和第二端板之間的間隙作為氣體通道，使得氣體通道具有較大的過流面積，大容量電池具有較高的安全性能。

26、進一步地，第二端板與第一端板之間一體設(shè)置有兩根第一支撐筋，每根第一支撐筋均沿z方向延伸，兩根第一支撐筋沿y方向排布，第二端板、第一端板以及兩根第一支撐筋之間形成氣體通道。在第一端板和第二端板之間固定第一支撐筋，以使第二端板與第一端板之間形成間隙，作為氣體通道；相對于采用螺釘和墊片的方式，端板組件的結(jié)構(gòu)較為簡單，且加工方便，成本較低，同時具有較高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

27、進一步地，端板組件還包括緊貼于第二端板內(nèi)表面的第三端板。通過增設(shè)第三端板，第一方面，可以通過調(diào)整第三端板沿x方向(單體電池排布方向，也是外殼和筒體的長度方向)的尺寸，在x方向上，夾緊所有單體電池，提高各個單體電池在外殼內(nèi)腔的穩(wěn)定性，還可以防止各個單體電池鼓脹，而導(dǎo)致大容量電池循環(huán)性能降低的問題出現(xiàn)；第二方面，利用該第三端板可以進一步減小氣體通道內(nèi)熱失控?zé)煔鈱ψ钔鈧?cè)單體電池的影響。

28、進一步地，第一端板上還開設(shè)有第二通孔，第二通孔正對大容量電池氣體腔室設(shè)置。

29、進一步地，第一端板包括第一子端板、第二子端板和第三子端板；

30、第一子端板用于密封大容量電池的氣體腔室敞口端；

31、第二子端板用于大密封容量電池的電解液共享腔室敞口端；

32、第三子端板位于第一子端板和第二子端板之間并與第一子端板和第二子端板連接，用于密封筒體敞口端；

33、第一通孔開設(shè)在第三子端板和第二子端板的至少部分區(qū)域上。

34、進一步地，大容量電池還包括2n個密封連接件；各個避讓孔周邊的外殼區(qū)域與單體電池殼體通過一個密封連接件固定密封；該密封連接件包括套設(shè)在單體電池極性端子外側(cè)的中空構(gòu)件，中空構(gòu)件底部敞口端在單體電池上蓋板的正投影覆蓋單體電池上蓋板上極性端子周邊的薄弱區(qū)；中空構(gòu)件的底部和薄弱區(qū)外圍區(qū)域焊接密封，中空構(gòu)件的頂部和避讓孔周邊的外殼頂板區(qū)域焊接密封。

35、使用時，將中空構(gòu)件套設(shè)在單體電池的極性端子外側(cè)，底部和薄弱區(qū)外圍區(qū)域焊接密封，中空構(gòu)件的頂部和避讓孔周邊的外殼頂板區(qū)域焊接密封，無論外殼和各單體電池上蓋板之間是否存在間隙，亦或是間隙尺寸不同，中空構(gòu)件均可將外殼和單體電池的上蓋板進行密封固定，繼而確保了大容量電池外殼的密封性；同時，通過優(yōu)化密封連接件底部敞口端的大小以及形狀，使得中空構(gòu)件的底部敞口端在單體電池上蓋板的正投影覆蓋單體電池上蓋板極性端子周邊的薄弱區(qū)；進而確保，在焊接中空構(gòu)件的底部和單體電池上蓋板極性端子周邊區(qū)域時，可以避開單體電池上蓋板的極性端子周邊的薄弱區(qū)，避免焊接過程對薄弱區(qū)的損傷，而引發(fā)的單體電池報廢以及熱失控?zé)煔鈴浬⒌纫幌盗袉栴}。

36、進一步地，上述密封連接件，還包括固定在中空構(gòu)件底部敞口端的底板；底板上開設(shè)有通孔；通孔在單體電池上蓋板的正投影覆蓋單體電池上蓋板上極性端子周邊的薄弱區(qū)；底板用于和薄弱區(qū)外圍區(qū)域焊接密封。基于底板可可靠的實現(xiàn)上蓋板與密封連接件的焊接，同時通孔在單體電池上蓋板的正投影覆蓋單體電池上蓋板上極性端子周邊的薄弱區(qū)；這樣將底板與單體電池上蓋板焊接時，焊接部位必然位于薄弱區(qū)的外圍。

37、進一步地，中空構(gòu)件和底板為一體件。相較于分體件，一體件加工成本較低，同時也具有較高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

38、進一步地，中空構(gòu)件的頂部外周面與避讓孔孔壁緊密配合，且通過激光熔焊的方式將中空構(gòu)件和避讓孔焊接密封；中空構(gòu)件和避讓孔熔焊區(qū)域為中空構(gòu)件頂部外邊緣和避讓孔孔壁的內(nèi)邊緣之間。中空構(gòu)件的頂部與避讓孔以過渡或者過盈配合的方式緊密貼合，利用簡單可靠的激光熔焊方式將中空構(gòu)件頂部外邊緣和避讓孔的內(nèi)邊緣焊接密封，該密封連接件結(jié)構(gòu)簡單，焊接方式易于操作，且焊接后避讓孔處的密封性穩(wěn)定可靠。

39、進一步地，極性端子包括固定在單體電池極柱上的極柱轉(zhuǎn)接件；

40、極柱轉(zhuǎn)接件包括塊狀的極柱轉(zhuǎn)接件主體及固定在極柱轉(zhuǎn)接件主體上、凸出于極柱轉(zhuǎn)接件主體的電連接柱；

41、極柱轉(zhuǎn)接件主體上開設(shè)與電連接柱對應(yīng)的第一孔，通過每個第一孔將各個電連接柱與單體電池極柱連接。

42、利用極柱轉(zhuǎn)接件，可以簡化相關(guān)大容量電池的制備過程，在相關(guān)大容量電池的制備過程中，無需采用支撐件抬高單體電池使其極柱伸出避讓孔，只需將極柱轉(zhuǎn)接件的電連接柱伸入避讓孔與外殼內(nèi)各個單體電池極柱連接即可。

43、進一步地，為了提高電連接柱的導(dǎo)電性能，還包括多個導(dǎo)電柱；各個導(dǎo)電柱與第一孔一一對應(yīng)固定在所述第一孔內(nèi)，且導(dǎo)電柱的外壁與第一孔內(nèi)壁緊密接觸。

44、進一步地，上述第一孔為盲孔，延伸至電連接柱。

45、進一步地，為了提高極柱轉(zhuǎn)接件與極柱的連接強度，盲孔底部通過焊接的方式與單體電池極柱連接；為了消除焊接應(yīng)力，盲孔底部開設(shè)貫通盲孔的第一通孔，上述第一通孔孔徑小于盲孔孔徑。

46、進一步地，為了提高此類大容量電池的安全性能，極柱轉(zhuǎn)接件主體上設(shè)有用于安裝液冷管的裝夾部；裝夾部為開設(shè)于極柱轉(zhuǎn)接件主體上的通槽，所述通槽尺寸與液冷管相適配。

47、進一步地，極柱轉(zhuǎn)接件還包括設(shè)置在極柱轉(zhuǎn)接件主體上的電連接部；電連接部用于與外部電連接件連接的同時防止絕緣密封膠溢出部分注膠區(qū)域。

48、在極柱轉(zhuǎn)接件上增設(shè)電連接部，電連接部的部分結(jié)構(gòu)與外部電連接件連接，也可直接作為電連接件，實現(xiàn)至少兩個大容量電池的串聯(lián)；電連接部的另一部分結(jié)構(gòu)可以作為擋膠結(jié)構(gòu)，防止絕緣密封膠液溢出部分注膠區(qū)域，當向外殼頂板上鋪設(shè)厚度大于極柱轉(zhuǎn)接件厚度的絕緣密封膠層時，可減少部分注膠模具的使用，簡化注膠工序。

49、進一步地，上述電連接部件為倒l形板；倒l形板的豎向板與xz平面平行，固定在極柱轉(zhuǎn)接件頂面，用于防止絕緣密封膠從部分注膠區(qū)域溢出；上述部分注膠區(qū)域為極柱轉(zhuǎn)接件頂面；

50、倒l形板的橫向板與xy平面平行，用于與外部電連接件連接，或作為電連接件。

51、進一步地，液冷管包括第一管、第二管以及連接管；

52、第一管固定在大容量電池中各單體電池的正極性端子的凹槽內(nèi)；第二管固定在大容量電池中各單體電池的負極性端子的凹槽內(nèi)；

53、連接管的兩端分別與第一管和第二管位于同一側(cè)的端口連接。

54、進一步地，為了保證液冷管與大容量電池之間的絕緣，采用以下三種方案：

55、方案一：第一管和第二管為鋁管，鋁管管壁設(shè)有氧化層，在具有氧化層的鋁管上套設(shè)絕緣套管；

56、方案二：第一管和第二管為鋁管，在鋁管上套設(shè)絕緣套管；

57、方案三：第一管和第二管為鋁管，鋁管管壁設(shè)有氧化層；

58、上述方案一，采用兩層絕緣，確保絕緣的可靠性，相對于方案一，方案二和方案三結(jié)構(gòu)較為簡單，但是絕緣可靠性較低。

59、進一步地，為了確保第一管、第二管之間能夠保持良好絕緣性的基礎(chǔ)上，連接管和第一管、第二管還能夠快速可靠連接，本發(fā)明中連接管為柔性絕緣管，柔性絕緣管和第一管、第二管均通過卡箍連接。

60、進一步地，大容量電池還包括壓板；壓板包括壓緊部和固定部；

61、壓緊部具有弧面，該弧面用于與極柱轉(zhuǎn)接件的通槽配合，以將液冷管壓緊在通槽內(nèi)；

62、固定部設(shè)置在壓緊部的兩側(cè)，與各單體電池的極柱轉(zhuǎn)接件連接，用于實現(xiàn)多個單體電池的并聯(lián)，同時用于將壓緊部固定在極柱轉(zhuǎn)接件上。

63、該壓板與各單體電池的極性端子連接，能夠?qū)崿F(xiàn)各單體電池之間可靠的并聯(lián)。同時，該壓板與極性端子配合，將傳熱管壓緊在極性端子的通槽內(nèi)，使得傳熱管與極性端子的通槽緊密接觸，二者之間幾乎無熱傳導(dǎo)間隙，提升了傳熱管與極性端子的熱交換效果。

64、進一步地，壓緊部為等壁厚的弧形板，所述固定部為平板，且弧形板與兩側(cè)的平板為一體結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)易于制作和加工。

65、進一步地，絕緣密封膠層包括第一子絕緣密封膠層和第二子絕緣密封膠層，第一子絕緣密封膠層為耐溫性能高于熱失控?zé)煔鉁囟鹊慕^緣密封膠層，設(shè)置在單體電池極性端子與避讓孔之間的間隙；第二子絕緣密封膠層的耐溫性能低于第一絕緣密封膠，第二子絕緣密封膠層鋪設(shè)在外殼頂板，并覆蓋極柱轉(zhuǎn)接件主體、液冷管以及壓板。第一絕緣密封膠層直接與單體電池極柱接觸，可以起到保護以及固定單體電池極柱的作用，在該第一絕緣密封膠層的保護以及固定下，熱失控發(fā)生，單體電池極柱不易脫落或者與單體電池上蓋之間產(chǎn)生裂縫，因此可以阻止熱失控?zé)煔鈴膯误w電池極性端子與避讓孔之間的間隙泄漏；另外，第一絕緣密封膠層還可以起到密封單體電池極性端子與避讓孔之間間隙的作用，進一步提高外殼避讓孔部位的密封性。

66、進一步地，絕緣防護罩包括絕緣框體以及絕緣蓋板；

67、絕緣框體的下端固定在大容量電池頂部，用于防止絕緣密封膠液溢出外殼頂板；

68、絕緣框體的上端扣合安裝所述絕緣蓋板；

69、在絕緣框體與xz平面平行的側(cè)壁上端開設(shè)缺口，該缺口與絕緣蓋板配合形成狹縫，通過該狹縫供大容量電池與外部設(shè)備實現(xiàn)電連接。

70、將絕緣防護罩的絕緣框體作為注膠模具使用，注膠完成后無需脫模，同時還可以提高絕緣框體與大容量電池頂部的結(jié)合強度。同時，利用絕緣防護罩為極柱轉(zhuǎn)接件提供絕緣防護，避免大容量電池運行過程中極柱轉(zhuǎn)接件外露可能存在的安全隱患，并且也避免了外部環(huán)境的一些異物落入極柱轉(zhuǎn)接件位置導(dǎo)致大容量電池短路的問題，提升了大容量電池的安全性。

71、進一步地，絕緣框體包括第二絕緣邊框以及固定在第二絕緣邊框遠離絕緣蓋板的絕緣底板，在絕緣底板上開設(shè)有與各個極柱轉(zhuǎn)接件對應(yīng)的電連接柱避讓孔，該電連接柱避讓孔的孔徑大于極柱轉(zhuǎn)接件上的電連接柱的外輪廓尺寸，小于極柱轉(zhuǎn)接件外輪廓尺寸。

72、進一步地，絕緣底板上，每個電連接柱避讓孔的四周設(shè)有隔板，形成極柱轉(zhuǎn)接件容納腔；極柱轉(zhuǎn)接件容納腔與xz平面平行的側(cè)壁與極柱轉(zhuǎn)接件與xz平面平行的側(cè)面之間具有第四間隙。

73、進一步地，絕緣底板上還設(shè)有第二腔室，作為氣體腔室容納腔。

74、進一步地，泄爆機構(gòu)包括第一泄爆構(gòu)件和第二泄爆構(gòu)件；

75、其中第一泄爆構(gòu)件包括與外殼連接的第一中空管件，第一中空管件內(nèi)設(shè)有泄爆膜；第二泄爆構(gòu)件為三通管，其第一接口與第一泄爆構(gòu)件密封連接，第二接口和第三接口分別用于與構(gòu)成泄爆匯流管的柔性管段連接。

76、將大容量電池的泄爆機構(gòu)設(shè)計為三通管，利用柔性管段連接相鄰大容量電池的三通管，構(gòu)成泄爆匯流管，相對于利用整管結(jié)構(gòu)的泄爆匯流管，對各個大容量電池泄爆機構(gòu)的安裝精度要求較小，通過柔性管段形變即可補償泄爆機構(gòu)的安裝偏差，降低泄爆匯流管的安裝難度。

77、進一步地，第二泄爆構(gòu)件為活接三通管；

78、第一泄爆構(gòu)件與第二泄爆構(gòu)件連接的一端外壁設(shè)有外螺紋；第二泄爆構(gòu)件的活接接頭作為第一接口與第一泄爆構(gòu)件外壁的外螺紋螺紋連接。通過活接接頭可以方便地將第一泄爆構(gòu)件與第二泄爆構(gòu)件連接。

79、進一步地，第一泄爆構(gòu)件還包括與第一中空管件連接的第二中空管件；第二中空管件的材質(zhì)為絕緣材質(zhì)；

80、第一中空管件與第二中空管件連接的一端外壁設(shè)有外螺紋；

81、第二中空管件包括連接管以及連接在連接管一端的活接螺母；連接管的另一端外壁設(shè)有外螺紋；

82、第二中空管件的活接螺母與第一中空管件外壁的外螺紋螺紋連接；第二中空管件的另一端與第二泄爆構(gòu)件的活接接頭螺紋連接。

83、進一步地，第二中空管件為陶瓷管。可以避免因高溫而導(dǎo)致變形，發(fā)生泄露的問題，同時還可以避免在高溫環(huán)境下，第二中空管件變?yōu)槿廴趹B(tài)堵塞泄爆口或泄爆匯流管的問題。

84、進一步地，在凸臺內(nèi)、沿x方向開設(shè)通道；支撐構(gòu)件包括兩根支撐筋，兩根支撐筋分別插入兩個通道，對大容量電池進行支撐。

85、進一步地，l形托架為l形板；其中一個l形板的第一托架與兩根支撐筋的一端通過可拆卸方式固定，另一個l形板的第一托架與兩根支撐筋的另一端通過可拆卸方式固定。