一种储能模块用防护装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及储能装置防护技术领域，尤其涉及一种储能模块用防护装置及其使用方法。

背景技术

储能模块作为电力能源的存储要件，其防护结构可靠性决定了储能模块能够适用多少的应用场景，尤其是一些室外场景，一旦遇到储能模块被撞击损坏，轻则自燃，重则发生爆炸，另外，储能模块大多包括化学类储能电池，其工作温度也影响了储能模块能否保持较优的工作效能输出，因此，就如何提高储能模块的抗意外撞击能力和调节工作环境温度的调节便利性，是具有较为积极现实意义的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种实施可靠、结构简单且防护效果佳的储能模块用防护装置及其使用方法。

为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：

一种储能模块用防护装置，所述的储能模块连接有发电模块，且由发电模块产生电能并存储于储能模块中，所述的储能模块呈柱状结构，所述的防护装置包括：

第一连接壳体，为两端敞开的管状结构，其内部形成用于固定套接储能模块的仿形容置腔；

第二连接壳体，为两端敞开的管状结构，且套接在第一连接壳体的外侧，第二连接壳体的内壁与第一连接壳体的外壁之间形成有间隙，第二连接壳体两端内壁还通过连接件与第一连接壳体固定连接；

缓冲层，为与第二连接壳体的内壁轮廓相适应的环形结构，且其环形结构的外壁与第二连接壳体的内壁固定贴合，缓冲层的内壁与第一连接壳体的外壁之间具有缓冲间隙。

作为一种可能的实施方式，进一步，所述第一连接壳体的内壁和外壁之间设有若干间隔设置且延伸至第一连接壳体两端的换热流道，所述换热流道的两端均连接有连接接头，所述的连接接头用于与换热介质传输管路连接。

作为一种较优的实施方式，优选的，所述的连接接头包括与若干换热流道一一对应的若干输入接头和若干输出接头，若干输入接头和若干输出接头交错连接在若干换热流道的端部，其中，换热流道的一端与输入接头连接，其一端与输出接头连接；若干输入接头均用于与换热介质输入管路连接，若干输出接头均用于与换热介质输出管路连接。

作为一种较优的实施方式，优选的，所述的输入接头和输出接头均包括呈管状结构的接头本体，接头本体的一端外壁上设有第一外螺纹，接头本体的另一端为宝塔接头结构，其中，所述输入接头的接头本体设有第一外螺纹的端部内壁上设有螺旋扰流筋条。

作为一种较优的实施方式，优选的，所述螺旋扰流筋条的螺旋圈数为2～3圈，其螺距为5～15mm，且该螺旋扰流筋条的截面轮廓为三角形。

作为一种较优的实施方式，优选的，所述第二连接壳体两端的内壁上均设有沿接近第一连接壳体外壁方向延伸且与其相抵的延伸杆，所述的延伸杆设为连接件，该连接件接近第一连接壳体外壁的端部与第一连接壳体外壁粘接或焊接固定，将第一连接壳体和第二连接壳体相对固定。

作为一种较优的实施方式，优选的，所述的缓冲层包括：

第一连接架，为环形结构，其外边缘轮廓与第二连接壳体内壁轮廓相适应；

第二连接架，为环形结构，其外边缘轮廓与第二连接壳体内壁轮廓相适应；

柔性缓冲袋，为弹性材料成型的环形封闭结构，该柔性缓冲袋的单侧壁厚为1～2mm，其内部形成有环形结构的容置腔，该环形容置腔内填充有非牛顿流体，其外壁轮廓与第二连接壳体的内壁轮廓相适应并贴附固定在第二连接壳体的内壁上，柔性缓冲袋的内壁与第一连接壳体的外壁之间具有3～10mm的缓冲间隙，其一端与第一连接架的一端面固定连接，其另一端与第二连接架的一端面固定连接，第一连接架的另一端面与第二连接壳体一端的连接件固定粘接，第二连接架的另一端面与第二连接壳体另一端的连接件固定粘接。

基于上述的装置方案，本发明还提供一种储能模块用防护装置的使用方法，其包括如下步骤：

(1)将填充有非牛顿流体的柔性缓冲袋两端分别与第一连接架和第二连接架固定连接，然后在柔性缓冲袋的外壁上涂覆粘结剂，继而将第一连接架和第二连接架分别与第二连接壳体两端的连接件固定粘接，使柔性缓冲袋被支撑安装在第二连接壳体内，令其形成缓冲层；

(2)将装配有连接接头的第一连接壳体套入第二连接壳体内，使第二连接壳体两端的连接件分别与第一连接壳体的外壁相贴，再将连接件与第一连接壳体外壁固定；

(3)将储能模块固定套入到第一连接壳体的仿形容置腔内；

(4)将第一连接壳体上的接头与换热介质传输管路连接，完成防护装置的安装。

作为一种较优的实施方式，优选的，步骤(2)中，所述的连接接头经﹣5～0℃的冷藏条件预处理20～30min后，再装配至第一连接壳体的换热流道上，且连接接头的第一外螺纹上还缠绕有聚四氟乙烯密封带；所述的第一连接壳体在套入第二连接壳体内之前，还经冷冻处理，继而再套入第二连接壳体内，且与第二连接壳体两端的连接件过盈配合。

基于上述的装置方案，本发明还提供一种光伏发电储能模块防护装置，其包括上述所述的储能模块用防护装置。

采用上述的技术方案，本发明与现有技术相比，其具有的有益效果为：本方案巧妙性通过相互套接的第一连接壳体和第二连接壳体作为防护壳，而储能模块套接固定在第一连接壳体内，另外，第一连接壳体和第二连接壳体之间设有缓冲间隙，缓冲间隙内设置有缓冲层，通过利用非牛顿流体进行填充缓冲层，能够有力提高防护装置的抗冲击能力，同时，还可以通过在第一连接壳体上设置介质流道，令储能模块可以通过第一连接壳体的介质流道内对流通入换热介质，以此对储能模块的温度进行调整，提高其抗极端温度的能力，而介质流道的输入端可以连接具有螺旋扰流筋条的连接接头，可以通过形成螺旋形扰流来避免介质流道内壁产生结垢等不良阻碍物。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明方案的简要实施示意图；

图2是本发明方案的第一连接壳体、第二连接壳体和缓冲层的简要配合结构的三维视角示意图；

图3是本发明方案的第一连接壳体、第二连接壳体和缓冲层的简要配合结构的俯视视角示意图，其中，连接接头未示出；

图4是图3中A-A方向的剖切结构示意图，其中，示出了连接接头；

图5是图4中A处的局部结构放大示意图；

图6是图4中B处的局部结构放大示意图；

图7是本发明方案的连接接头的简要外部结构示意图；

图8是本发明方案的连接接头中，输入接头的简要剖切结构示意图；

图9是本发明方案的连接接头中，输入接头的简要三维结构示意图；

图10是本发明方案的连接接头中，输出接头的简要剖切结构示意图；

图11是本发明方案的缓冲层的简要三维结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图11之一所示，本发明一种储能模块用防护装置，所述的储能模块6连接有发电模块(未示出)，且由发电模块(未示出)产生电能并存储于储能模块6中，所述的储能模块6呈柱状结构，所述的防护装置包括：

第一连接壳体1，为两端敞开的管状结构，其内部形成用于固定套接储能模块6的仿形容置腔11；

第二连接壳体2，为两端敞开的管状结构，且套接在第一连接壳体1的外侧，第二连接壳体2的内壁与第一连接壳体1的外壁之间形成有间隙，第二连接壳体2两端内壁还通过连接件21与第一连接壳体1固定连接；

缓冲层3，为与第二连接壳体2的内壁轮廓相适应的环形结构，且其环形结构的外壁与第二连接壳体2的内壁固定贴合，缓冲层3的内壁与第一连接壳体1的外壁之间具有缓冲间隙4。

其中，由于储能模块6多为化学类蓄电池，其工作效能受工作温度的影响，在一些室外或温差较大的工作区域进行使用的话，储能模块6可能会因为外界温度和本身温度的影响，而造成工作效能不稳的的情况，因此，作为一种可能的实施方式，进一步，所述第一连接壳体1的内壁和外壁之间设有若干间隔设置且延伸至第一连接壳体1两端的换热流道12，所述换热流道12的两端均连接有连接接头5，所述的连接接头5用于与换热介质传输管路(未示出)连接；作为一种较优的实施方式，优选的，所述的连接接头5包括与若干换热流道12一一对应的若干输入接头51和若干输出接头52，若干输入接头51和若干输出接头52交错连接在若干换热流道12的端部，其中，换热流道12的一端与输入接头51连接，其一端与输出接头52连接；若干输入接头51均用于与换热介质输入管路连接，若干输出接头52均用于与换热介质输出管路连接。

而由于换热流道12中通入的不论是冷介质还是介质，其均可能存在一定的换热局限性，尤其是换热介质接近换热流道12内壁的区域，会形成类似于薄膜状态的静态或接近静态的流体层，长期使用后，该流体层会成为结垢的高发区，而作为一种较优的实施方式，优选的，所述的输入接头51和输出接头52均包括呈管状结构的接头本体53，接头本体53的一端外壁上设有第一外螺纹54，接头本体53的另一端为宝塔接头结构55，其中，所述输入接头51的接头本体53设有第一外螺纹54的端部内壁上设有螺旋扰流筋条56；作为一种较优的实施方式，优选的，所述螺旋扰流筋条56的螺旋圈数为2～3圈，其螺距为5～15mm，且该螺旋扰流筋条56的截面轮廓为三角形，其中，螺旋圈数和螺距决定了螺旋扰流筋条6对接近介质流道12内壁区域的冷却介质进行扰流引导的行程，也一定程度上决定了是否能够形成螺旋形介质流动状态，而螺旋圈数也影响了介质流动的阻力，因此，螺旋圈数过多的话，可能会因为阻力过大，而造成介质流道的流速难以控制或达到较为理想的状态，故，螺旋圈数为2～3圈为相对较优，螺距为5～15mm较优。

为了便于固定第一连接壳体1和第二连接壳体2，作为一种较优的实施方式，优选的，所述第二连接壳体2两端的内壁上均设有沿接近第一连接壳体1外壁方向延伸且与其相抵的延伸杆，所述的延伸杆设为连接件21，该连接件21接近第一连接壳体1外壁的端部与第一连接壳体1外壁粘接或焊接固定，将第一连接壳体1和第二连接壳体2相对固定，通过该方式，可以方便进行第一连接壳体1和第二连接壳体2的连接装配。

另外，缓冲层3的结构可靠性决定了其能否有效可靠的进行外力防护，因此，作为一种较优的实施方式，优选的，所述的缓冲层3包括：

第一连接架31，为环形结构，其外边缘轮廓与第二连接壳体2内壁轮廓相适应；

第二连接架32，为环形结构，其外边缘轮廓与第二连接壳体2内壁轮廓相适应；

柔性缓冲袋33，为弹性材料成型的环形封闭结构(可以为弹性管状结构两端进行热熔粘接合围形成，或直接3D打印形成)，该柔性缓冲袋33的单侧壁厚为1～2mm，其内部形成有环形结构的容置腔，该环形容置腔内填充有非牛顿流体(或剪切增稠液体)，其外壁轮廓与第二连接壳体2的内壁轮廓相适应并贴附固定在第二连接壳体2的内壁上，柔性缓冲袋33的内壁与第一连接壳体1的外壁之间具有3～10mm的缓冲间隙4，其一端与第一连接架31的一端面固定连接，其另一端与第二连接架32的一端面固定连接，第一连接架31的另一端面与第二连接壳体2一端的连接件21固定粘接，第二连接架32的另一端面与第二连接壳体2另一端的连接件21固定粘接，需要说明的是，柔性缓冲袋33的内壁与第一连接壳体1的外壁之间的缓冲间隙4决定了非牛顿流体是否能够起到作用，若是直接相贴，则可能会因为非牛顿流体在遇到撞击时，造成冲击力而直接作用于第一连接壳体1，令储能模块6受到较为剧烈的振动影响，而缓冲间隙4过大，则会因为防护装置的整体结构过大，结构臃肿而缺乏实用性或实用性若，而柔性缓冲袋33的内壁与第一连接壳体1的外壁之间具有3～10mm的缓冲间隙4在一定程度上，能够提供令缓冲层3形变的空间，同时，若是撞击冲击力较大，则非牛顿流体会因为自身的物理性质，而转化成硬质状态，形成有力的缓冲防护层，另外，第一连接架31和第二连接架32能够与连接件21配合，形成张拉定型柔性缓冲袋33的支架性结构，而柔性缓冲袋33具体可以是硅胶或橡胶材质成型。

基于上述的装置方案，本发明还提供一种储能模块6用防护装置的使用方法，其包括如下步骤：

(1)将填充有非牛顿流体的柔性缓冲袋33两端分别与第一连接架31和第二连接架32固定连接，然后在柔性缓冲袋33的外壁上涂覆粘结剂，继而将第一连接架31和第二连接架32分别与第二连接壳体2两端的连接件21固定粘接，使柔性缓冲袋33被支撑安装在第二连接壳体2内，令其形成缓冲层3；

(2)将装配有连接接头5的第一连接壳体1套入第二连接壳体2内，使第二连接壳体2两端的连接件21分别与第一连接壳体1的外壁相贴，再将连接件21与第一连接壳体1外壁固定；

(3)将储能模块6固定套入到第一连接壳体1的仿形容置腔11内；

(4)将第一连接壳体1上的接头与换热介质传输管路连接，完成防护装置的安装。

为了便于进行装配和提高装配后的结构紧密度，作为一种较优的实施方式，优选的，步骤(2)中，所述的连接接头5经﹣5～0℃的冷藏条件预处理20～30min后，再装配至第一连接壳体1的换热流道12上，且连接接头5的第一外螺纹54上还缠绕有聚四氟乙烯密封带；所述的第一连接壳体1在套入第二连接壳体2内之前，还经冷冻处理，继而再套入第二连接壳体2内，且与第二连接壳体2两端的连接件21过盈配合，装配前进行先冷藏处理的主要目的在于利用热胀冷缩原理，先对装配件进行冷处理，令其出现轻微收缩，然后在装配后，经恢复常温，实现过盈配合的效果。

以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。