具有泄爆功能的储能装置及储能系统的制作方法

本技术涉及储能设备的，尤其涉及一种具有泄爆功能的储能装置及储能系统。

背景技术：

1、储能装置具有较高的灵活性、可靠性以及能量密度，目前逐步应用于大规模光伏发电和风力发电等领域中，用于解决发电间歇性波动较大的问题。储能装置中的电池模块具有燃烧和爆炸的风险，对储能装置的安全使用造成极大的风险。

2、相关技术中的泄爆结构包括泄爆板、泄爆螺栓以及泄爆垫片，泄爆板通过泄爆螺栓和泄爆垫片固定在壳体上，然而泄爆垫片强度低，容易产生金属疲劳且不可逆，容易致使泄爆板的启动压力发生改变，泄爆稳定性差。

技术实现思路

1、本技术的实施例提供一种具有泄爆功能的储能装置及储能系统，以解决储能装置的泄爆板的启动压力容易被改变的问题，以提高储能装置的泄爆稳定性。

2、第一方面，本技术实施例提供一种储能装置，包括壳体、电池模块、泄爆板、插接件以及传导组件，所述壳体包括多个围壁，所述多个围壁围合形成收容空间，所述围壁设有与所述收容空间连通的泄爆口，所述壳体设有插接孔，所述插接孔的延伸方向与设有所述泄爆口的围壁呈锐角设置；所述电池模块位于所述收容空间内；所述泄爆板位于设有所述泄爆口的围壁上，并用于封盖所述泄爆口；所述插接件沿所述插接孔的延伸方向可滑动地插设在所述插接孔内，在垂直于所述设有泄爆口的围壁的方向上，所述壳体的部分位于所述插接件和所述泄爆板之间；所述传导组件的一端与所述泄爆板连接，所述传导组件的另一端与所述插接件连接，所述传导组件的一端和另一端是所述传导组件延伸方向的相对的两个端部；在所述插接孔的延伸方向上，所述传导组件的另一端位于所述传导组件的一端与所述插接孔之间，所述泄爆板相对壳体产生位移超过一个值时，所述传导组件带动所述插接件自所述插接孔移出。

3、本实施例中，由于所述插接件沿所述插接孔的延伸方向可滑动地插设在所述插接孔内，在垂直于所述设有泄爆口的围壁的方向上，所述壳体的部分位于所述插接件和所述泄爆板之间，从而通过位于所述插接件和所述泄爆板之间的部分壳体与插接件之间的卡位配合，可以通过插接件将壳体与泄爆板固定在一起。相较于使用泄爆螺栓和泄爆垫片进行固定泄爆板的方案，泄爆板的启动压力取决于泄爆垫片的强度，在泄爆垫片发生弯折或断裂时，实现泄爆板的泄爆，该方案主要通过泄爆垫片的支撑来限制泄爆板和壳体的相对固定，而泄爆垫片的强度不易设置过大，在受到外力(小于启动压力)作用后容易发生金属疲劳，从容导致泄爆垫片的强度降低，致使泄爆板的启动压力降低，导致泄爆板不能正常泄爆。而本实施例中是通过插接件与壳体的配合，无需使用泄爆垫片，在插接件的强度足够大的情况下，插接件受到较大的力矩时，依旧可以保证插接件不会断裂，从而可以保证泄爆板与壳体固定的强度。由于本实施例中不是通过插接件的断裂或弯折实现泄爆，插接件的强度可以设置足够大，从而不会因为受到多次外力(小于启动压力)作用而产生金属疲劳，而影响插接件的强度，从而不会影响泄爆板的启动压力，进而使得储能装置的泄爆稳定性更佳。

4、此外，由于本实施例是通过插接件自插接孔内拔出而实现泄爆，而不是使插接件断裂或弯折实现泄爆，从而本实施例中的插接件可以重复利用，从而节约使用成本。而且，由于无需控制插接件的强度在某一定值，从而插接件的设计难度也大大降低。

5、此外，在所述插接孔的延伸方向上，所述传导组件与插接件连接的另一端位于所述传导组件与泄爆板连接的一端与所述插接孔之间，从而泄爆板在压力作用下发生位移，收容空间内的气压驱动泄爆板产生位移，从而拉动传导组件移动，进而可以通过传导组件施加插接件拉力，由于所述传导组件与插接件连接的另一端位于所述传导组件与泄爆板连接的一端与所述插接孔之间，从而泄爆板形变为传导组件带来的拉力在插接孔的延伸方向上有施加在插接件上的分力，且分力朝向拔出插接件的方向，从而使得插接件能够自插接孔内拔出，而插接件被拔出时，泄爆板则能够自壳体脱离，以实现泄爆。

6、在一些实施例中，所述插接孔的延伸方向与设有所述泄爆口的围壁形成的夹角的范围为0°-45°。本实施例中，在该范围内，插接件与插接孔的配合可以更加稳定，不易于将插接件自插接孔内轻松拔出可以提高泄爆板与壳体固定的稳定性。

7、在一些实施例中，所述储能装置还包括与所述泄爆板连接的第一连接部，所述第一连接部上设有装配孔，所述装配孔和所述插接孔沿所述插接孔的延伸方向排布，所述插接件插设至所述装配孔和所述插接孔内。本实施例中，由于插接件是插接在装配孔内和插接孔内，且能够通过传导组件拔出插接件，从而通过插接件与装配孔和插接孔之间的配合实现对泄爆板的固定和泄爆板的泄爆，具体而言，通过装配孔与插接件的配合，可以实现插接件与泄爆板之间的位置相对固定，通过插接孔与插接件的配合，可以实现插接件与壳体之间的位置相对固定，从而实现泄爆板与壳体之间的相对固定。

8、在一些实施例中，插接件与装配孔和插接孔间隙配合。由于插接件与装配孔和插接孔之间是间隙配合即可，从而装配孔和插接孔的制造精度要求低，制造难度低，利于生产制造。

9、在一些实施例中，所述壳体包括用于开设所述插接孔的第二连接部，所述第一连接部与所述第二连接部的排布方向为所述插接孔的延伸方向。本实施例中，所述第一连接部与所述第二连接部的排布方向为所述插接孔的延伸方向，从而使得装配孔和插接孔的能够更方便的沿插接孔的延伸方向排布，而且方便插接件插入装配孔和插接孔内，使得储能装置的结构更为合理化。

10、在一些实施例中，所述壳体设有固定孔，所述储能装置还包括与所述泄爆板连接的第一固定杆，所述第一固定杆插设在所述固定孔且所述第一固定杆的部分沿所述第一固定杆的插设方向延伸出所述固定孔，所述第一固定杆延伸出所述固定孔的部分设有装配孔，所述插接件插设在所述装配孔和所述插接孔内。本实施例中，通过第一固定杆插设在固定孔内，可以限制泄爆板与壳体在平行于设有所述泄爆口的围壁的方向相对移动，而装配孔开设在第一固定杆超出固定孔的部分上，插接件沿插接孔的延伸方向插设在装配孔和插接孔内，从而可以限制第一固定杆相对壳体在非插接孔的延伸方向上移动，从而可以将泄爆板固定至壳体上。此外，可将固定孔直接开设在壳体的外壁上，比如直接开设在壳体的顶壁上，而无需在增设类似前文第二连接部的结构，壳体结构更为简单，不仅不会占据收容空间，还可以降低壳体的制造难度。

11、在一些实施例中，所述插接孔的延伸方向与设有所述泄爆口的围壁平行设置。当所述插接孔的延伸方向与设有所述泄爆口的围壁平行设置时，插接件用于将泄爆板固定至壳体上的稳定性最高。

12、在一些实施例中，在垂直于设有所述泄爆口的围壁的方向上，所述传导组件与泄爆板连接的一端的端部在所述泄爆板的投影位于所述泄爆板的中间位置，所述传导组件与插接件连接的另一端的端部在所述泄爆板的投影位于所述泄爆板的边缘位置。本实施例中，由于在垂直于设有所述泄爆口的围壁的方向上，所述传导组件与插接件连接的另一端的端部在所述泄爆板的投影位于所述泄爆板的边缘位置，从而是在泄爆板的边缘位置将泄爆板与壳体固定在一起，从而在储能装置发生爆炸或燃烧需要泄爆时，泄爆板的中间位置的形变量相交泄爆板的边缘部分的形变量更大，更为明显。而在垂直于设有所述泄爆口的围壁的方向上，所述传导组件与泄爆板连接的一端的端部在所述泄爆板的投影位于所述泄爆板的中间位置，从而使得泄爆板发生形变较大的中间位置能够带动传导组件自垂直于设有所述泄爆口的围壁的方向上发生更大的位移，进而可以使插接件能够在插接孔的延伸方向上产生更大的位移，以在发生爆炸时将插接件自插接孔内顺利拔出。

13、在一些实施例中，所述传导组件包括呈长条状的第一连杆以及转向杆件，所述第一连杆的一端连接至所述泄爆板，所述第一连杆的另一端连接至所述转向杆件的一端，所述转向杆件的另一端与所述插接件转动连接，以使得所述转向杆件与所述插接件的夹角的角度可调，以使得所述插接件能够沿所述插接孔的延伸方向相对所述插接孔移动，所述转向杆件与所述插接件连接的另一端位于所述第一连杆与所述泄爆板连接的一端与所述插接孔之间。本实施例中，由于插接件需要拔出时移动方向为插接孔的延伸方向，转向杆件的作用就是使泄爆板经所述第一连杆与所述泄爆板连接的一端施加至第一连杆的力的方向进行转换，以使得传导组件通过所述转向杆件与所述插接件连接的另一端施加至插接件的力的方向为插接孔的延伸方向，进而以便于能够驱动插接件沿插接孔的延伸方向相对插接孔移动，以自插接孔内拔出。具体而言，由于所述转向杆件与所述插接件转动连接，所述转向杆件与所述插接件的夹角的角度可调，从而使得施加至转向杆件的力能够转换至插接孔的延伸方向的力并施加至插接件，以使插接件从插接孔内移出。

14、在一些实施例中，所述转向杆件包括呈长条状的第二连杆以及连接在第二连杆的两端上的第一转轴和第二转轴，所述第二连杆的一端通过所述第一转轴与所述泄爆板转动连接，所述第二连杆的另一端通过所述第二转轴与所述插接件转动连接，所述第一连杆连接在所述第二连杆的两端之间。由于所述第二连杆的一端通过第一转轴与泄爆板转动连接，从而第二连杆相对泄爆板的夹角随着泄爆板的形变可以发生动态变化的，以使得第二连杆能够环绕第二转轴的中心轴线转动。由于第二端通过第二转轴与插接件连接，从而在第二连杆环绕第一转轴的中心轴线转动时，第二连杆的第二端也能够相对第二转轴的中心轴线转动，进而改变第二连杆与插接件的夹角，以实现第二连杆与插接件的角度的动态变化，以便于第二连杆能够对插接件施加插接孔的延伸方向的力，以将插接件自插接孔内移出。由于所述第一连杆连接在所述第二连杆的两端之间，从而在第一连杆的作用下，第二连杆能够环绕第一转轴的中心轴线转动，第二连杆环绕第一转轴的中心轴线转动能够对与第二连杆的第二端连接的插接件施加作用力，由于插接孔能够限制插接件在非插接孔的延伸方向移动，且第二连杆的第二端通过第二转轴与插接件连接，从而可以使的第二连杆与第二插接件之间的角度能够发生变化，以使得第二连杆施加至插接件的力的方向为插接孔的延伸方向，以便于插接件能够自插接孔内移出。

15、在一些实施例中，所述转向杆件还包括呈长条状的第三连杆、连接在所述第三连杆的一端上的第三转轴以及连接在第一连杆的一端上的第四转轴，所述第三连杆的一端通过所述第三转轴与所述第一连杆的另一端转动连接，所述第三连杆的另一端连接至所述第二连杆的两端之间，所述第一连杆的一端通过所述第四转轴与所述泄爆板转动连接。本实施例中，由于第三连杆的一端连接至第一连杆，第三连杆的另一端连接至第二连杆的两端之间，从而使得第一连杆与第三连杆的连接点和第二连杆与泄爆板连接的连接点在插接孔的延伸方向上间隔设置，从而在泄爆板在第二方向形变时，可以通过第三连杆与第二连杆形成杠杆结构，以使第二连杆能够环绕第一转轴的中心轴线正常转动。由于第一连杆的一端通过第三转轴与泄爆板转动连接，第一转轴的另一端通过第四转轴与第三连杆转动连接，从而在泄爆板在第二方向发生形变时，可以使施加在第一连杆上的力，以沿第一连杆的长度方向传递至第三连杆，降低了第一连杆的扭力，从而降低第一连杆断裂的几率。

16、在一些实施例中，所述储能装置还包括呈长条状的第一连接部以及连接在所述第一连接部上的呈长条状的第二固定杆，所述第一连接部的长度方向垂直于所述泄爆口所在围壁，所述第二固定杆的长度方向平行于所述泄爆口所在围壁，所述第二连杆的一端通过所述第一转轴与所述第二固定杆连接。本实施例中，由于第二固定杆的长度方向平行于所述泄爆口所在围壁，而泄爆板的形变或位移方向垂直于泄爆口所在围壁，从而使得泄爆板发生形变或位移时，能够对第二固定杆的非长度方向施加作用力，则第二固定杆易于发生微变形，进而使得第二连杆能够沿第二方向产生位移，以使得第二连杆能够顺利环绕第一转轴的中心轴线转动，以顺利将插接件自插接孔内移出。

17、在一些实施例中，所述第二连杆用于与所述第一连杆连接的位置到所述第二连杆与所述泄爆板连接的位置的距离小于所述第二连杆用于与所述第一连杆连接的位置到所述第二连杆与所述插接件连接的位置的距离。本实施例中，由于所述第二连杆用于与所述第一连杆连接的位置到所述第二连杆与所述泄爆板连接的位置的距离小于所述第二连杆用于与所述第一连杆连接的位置到所述第二连杆与所述插接件连接的位置的距离，从而使得第一连杆和第二连杆形成杠杆的杠杆结构，能够起到放大变形量的作用，即将泄爆板通过传导组件传导后，使得插接件自插接孔内的移动量大于泄爆板的形变量，进而在设计时，在不改变泄爆板的启动压力的前提下，可以适当增长插接件插入插接孔内的深度，进而可以提高插接件将泄爆板固定在壳体上的稳定性。

18、在一些实施例中，所述传导组件包括定滑轮以及连接绳，所述传导组件包括定滑轮以及连接绳，所述定滑轮固定至所述壳体或所述泄爆板上，所述定滑轮与所述插接件的排布方向为所述插接孔的延伸方向，所述连接绳的一端连接至所述泄爆板，所述连接绳的另一端连接至所述插接件，所述连接绳绕设在所述定滑轮上，所述连接绳与所述插接件连接的另一端的端部位于所述连接绳与所述泄爆板连接的一端的端部和所述插接孔之间。本实施例中，由于定滑轮与所述插接件的排布方向为所述插接孔的延伸方向，所述连接绳绕设在所述定滑轮上，从而通过定滑轮能够改变连接绳的拉力方向，具体而言，通过连接绳和定滑轮，能够将泄爆板施加至连接绳的拉力，转变为沿插接孔的延伸方向的拉力，以将插接件自插接孔内拔出，实现泄爆。

19、在一些实施例中，沿所述插接孔的延伸方向，所述插接件的长度可调，以调节所述插接件插入所述插接孔内的深度。本实施例中，由于插接件插入插接孔内的深度可以调节，从而由于制造公差或加工误差导致插接件可插入插接孔的长度太短或太长时，均可以通过安装插接件时调节插接件的长度以消除加工和制造误差，从而能够保证本泄爆板所需的精准的启动压力，由于在制造时，无需将插接件的长度控制在某一精确的范围内，从而使得插接件的制造难度大大降低。

20、在一些实施例中，所述插接件包括呈长条状的第一杆件和呈长条状的第二杆件，所述第二杆件设有沿所述插接孔的延伸方向的调节孔，所述第一杆件的至少部分沿所述插接孔的延伸方向安装在所述调节孔内，用于调节所述插接件沿所述插接孔的延伸方向的长度。本实施例中，所述第一杆件位于所述调节孔内的部分的长度不同时，插接件的长度不同，从而可以通过调节插接件沿所述插接孔的延伸方向的长度，以调节插接件需要自插接孔内拔出的长度，进而调节泄爆板的启动压力。

21、在一些实施例中，所述第一杆件设有外螺纹，所述调节孔设有内螺纹，所述第一杆件和所述第二杆件通过所述外螺纹和所述内螺纹螺纹连接。本实施例中，由于第二杆件沿插接孔的延伸方向开设有调节孔，调节孔设有内螺纹，第一杆件螺纹连接在调节孔内。第一杆件和第二杆件相对转动，即可调节第一杆件在调节孔内的插入长度，从而可以调节插接件的整体长度，而且由于第一杆件和第二杆件是螺纹连接，从而可以实现在插接孔的延伸方向上对插接件的整体长度的线性无极调节，调节精度更高，使得泄爆板的启动压力能够控制在更精准的范围。

22、在一些实施例中，所述壳体包括主体以及调节部，所述调节部相对所述主体在所述插接孔的延伸方向的位置可调，所述插接孔位于所述调节部上。本实施例中，由于插接孔位于调节部上，而调节部相当于主体在插接孔的延伸方向位置可调，从而在插接孔的延伸方向上，插接件需要自插接孔内拔出所需在插接孔的延伸方向上移动的位移量可调，进而可以调节泄爆板的启动压力。此外，通过安装插接件时调节调节部相对主体的位置，可以消除加工和制造误差，从而能够保证本泄爆板所需的精准的启动压力，由于在制造时，无需将插接件的长度控制在某一精确的范围内，从而使得插接件的制造难度大大降低。

23、在一些实施例中，所述调节部为轴向与所述插接孔的延伸方向相同的圆杆结构，所述主体上开设有沿所述插接孔的延伸方向延伸的调节孔，所述调节孔设有内螺纹，所述调节部的径向外周面设有外螺纹，沿所述插接孔的延伸方向，所述调节部的至少部分位于所述调节孔内，并通过所述外螺纹和所述内螺纹螺纹连接，在所述调节部远离所述主体的轴向端面开设的延伸方向为调节部的轴向方向的孔为所述插接孔。本实施例中，由于调节部和调节孔是螺纹连接，从而可以实现在插接孔的延伸方向上对调节部的位置线性无极调节，调节精度更高，使得泄爆板的启动压力能够控制在更精准的范围。

24、在一些实施例中，所述储能装置还包括磁体，所述磁体设在所述壳体上且位于所述插接孔内或所述插接孔延伸的方向上的插接孔外侧，所述插接件与所述磁体磁吸连接。本实施例中，通过在壳体上设置磁体，一方面，可以通过磁体与插接件在插接孔的延伸方向上的磁吸作用，可以在储能装置正常状态下，在插接孔的延伸方向限制磁体与插接件相对运动。而且由于在储能装置发生爆炸或燃烧等需要泄爆时，由于储能装置发生爆炸或燃烧时处于高温状态，而磁体在高温状态下能够大大降低磁体与插接件之间的磁吸力，从而在储能装置需要泄爆时，磁体不会在插接孔的延伸方向限制插接件自插接孔内顺利拔出。另一方面，通过设置磁体，可以通过磁体与插接件的相对磁吸作用，可以将插接件吸附至指定位置，以达到预期的安装精度。而且，在储能装置发生碰撞、误触等情况时导致泄爆板发生一定形变(但未脱离壳体)时，插接件被传导组件自插接孔内拔出一部分(未完全拔出)，在磁体的作用下，能够使插接件被吸附至指定位置，使得插接件复位，进而使得本实施例中的储能装置的启动压力不会因发生磕碰或误触而发生改变，从而提高了储能装置泄爆的稳定性以及使用安全性。

25、在一些实施例中，所述泄爆板与所述壳体的连接处设有密封胶，所述密封胶与所述插接孔在与所述泄爆口所在围壁垂直的方向上排布。本实施例中，利用插接件受到的剪切力抵消泄爆板封闭时密封胶对壳体的反作用力，可以提高泄爆板与壳体之间的密封效果，降低漏水风险。

26、第二方面，本技术实施例提供一种泄爆结构，所述壳体包括多个围壁，所述多个围壁围合形成收容空间，所述围壁设有与所述收容空间连通的泄爆口，所述壳体设有插接孔，所述插接孔的延伸方向与设有所述泄爆口的围壁呈锐角设置，所述泄爆结构包括泄爆板、插接件以及传导组件，所述泄爆板位于设有所述泄爆口的围壁上，并用于封盖所述泄爆口；所述插接件沿所述插接孔的延伸方向可滑动地插设在所述插接孔内，在垂直于所述设有泄爆口的围壁的方向上，所述壳体的部分位于所述插接件和所述泄爆板之间；所述传导组件的一端与所述泄爆板连接，所述传导组件的另一端与所述插接件连接，所述传导组件的一端和另一端是所述传导组件延伸方向的相对的两个端部；在所述插接孔的延伸方向上，所述传导组件的另一端位于所述传导组件的一端与所述插接孔之间，所述泄爆板相对壳体产生位移超过一个值时，所述传导组件带动所述插接件自所述插接孔移出。本实施例中的泄爆结构不仅可以应用于储能装置，还可以应用于其它需要泄爆的结构或设备上。

27、第三方面，本技术实施例提供一种储能系统，包括功率变换器以及如上第一方面中任一项所述的储能装置，所述功率变换器与所述储能装置连接，以对输入所述储能装置或自所述储能装置输出的电流进行功率变换。

28、附图说明

29、为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

30、图1为本技术实施例提供的一种储能系统的应用场景图；

31、图2为本技术实施例提供的一种储能装置的结构示意图；

32、图3为图2中的储能装置隐去门板和一个泄爆板时的结构示意图；

33、图4为图2中的储能装置隐去收容空间内的部件及门板后的部分结构示意图；

34、图5为图2中实施例中的储能装置的部分结构的剖视图；

35、图6为图5中实施例中的储能装置的截面示意图；

36、图7为图6中a处的局部放大示意图；

37、图8为图2中实施例中的储能装置的插接件的分解结构示意图；

38、图9为图2中实施例中的储能装置处于正常状态时的结构简示图；

39、图10为图9中的储能装置处于泄爆过程中的结构示意图，此时插接件部分自插接孔内脱出；

40、图11为图10中的储能装置处于爆炸过程中的结构示意图，此时插接件已完全自插接孔内脱出；

41、图12为本技术实施例提供的另一种储能装置的部分结构示意图；

42、图13为本技术实施例提供的又一种储能装置的部分结构示意图；

43、图14为图13中b处的局部放大示意图；

44、图15为本技术实施例提供的再一种储能装置的部分结构示意图。