一种基于锂电池模块化设计的储能系统

技术领域

本发明涉及电池储能技术领域，具体为一种基于锂电池模块化设计的储能系统。

背景技术

锂电池模块是一种常用于电力储能的技术，它由多个锂电池单体组成，通过串联或并联的方式连接在一起，形成一个电池模块，锂电池模块具有高能量密度、高效率、长寿命和快速充电特点，这可以提高电力储能系统的响应速度，锂离子电池模块在电力储能领域有广泛的应用，可以用于平衡电网负荷、应对电能峰谷差异和储备备用。电池在充放电过程中自身持续发热，如果电池老化，充放电时发热的情况会更加明显，如果电池过热而不能及时更换或是脱离锂电池模块，可能会造成连锁反应，热量扩散会侵蚀周围电池，严重时电池燃烧的火势会蔓延开来，基于电池过热更换的理念，本发明提供了一种基于锂电池模块化设计的储能系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于锂电池模块化设计的储能系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于锂电池模块化设计的储能系统，包括多个竖直排列的模块单元架，所述模块单元架上固定有第一电池，所述模块单元架的两侧支撑有梯形架，所述模块单元架的一端为电池抽出端口，模块单元架的另一端接触传动有弓形板架，模块单元架和弓形板架之间有电池降落通道，且电池降落通道中设置有轨架，轨架的顶端内部吊挂有降落台，降落台的两侧均连接有长立耳板，每个长立耳板上传动连接有一排截停装置，且每个模块单元架对应与两个对称分布的截停装置传动连接，所述降落台中固定有备用电池。

优选的，所述模块单元架包括立棒、卡位部、第一凹轨车架、F型板、检测架和平台板，所述平台板上方固定有检测架，检测架的两侧均接触有F型板，检测架上方分布有第一凹轨车架，第一凹轨车架和平台板固定连接，第一电池放置在第一凹轨车架上，第一凹轨车架和卡位部夹持定位第一电池，F型板一端固定有立棒，所述立棒和弓形板架接触传动，F型板和截停装置接触传动。

优选的，所述弓形板架包括凹折板和凹折板两侧固定的U型板，立棒从弓形板架的U型板中穿过，所述轨架包括方顶板和方顶板四角位置固定的竖立轨道，弓形板架的凹折板端部滑动穿过轨架的竖立轨道上开设的板孔。

优选的，所述检测架包括塑料绳、定位板、弹簧和外移柱，平台板固定支撑定位板，所述第一凹轨车架的两侧均分布有定位板，每个定位板上均开设一排通孔，且每个通孔中滑动穿过外移柱，外移柱上套有弹簧，外移柱一端为半球体，外移柱另一端和塑料绳端部固定连接，弹簧支撑在定位板和外移柱半球体之间，且外移柱顶着F型板，第一电池的下方分布有一排塑料绳，所述卡位部包括凹折顶柱和卡位弹片，凹折顶柱端部固定在定位板上，凹折顶柱中部固定有卡位弹片，卡位弹片弹性卡位第一电池上设置的弧槽块，F型板上的两个短棱柱分别滑动穿过定位板上开设的两个方孔。

优选的，所述截停装置包括凹折撑板、定轴耳板、主动板齿条、轴齿轮、截停齿条板、方向柱和复位小弹片，所述凹折撑板固定在两个轨架之间，截停齿条板滑动穿过凹折撑板中部开设的板孔，轴齿轮一侧和截停齿条板啮合，且轴齿轮另一侧和主动板齿条啮合，主动板齿条一端固定在F型板上，轴齿轮的两端支撑有定轴耳板，定轴耳板一端固定在凹折撑板上，每个凹折撑板上均固定有方向柱，方向柱滑动穿过长立耳板上开设的通孔，复位小弹片的一端固定在凹折撑板上，复位小弹片的另一端和长立耳板接触，F型板和长立耳板垂直接触。

优选的，所述降落台包括凹折勾板、第二凹轨车架、压力部、L型推板和升降车架，轨架上的四个竖立轨道引导中部的升降车架竖直降落，凹折勾板底端勾住升降车架，凹折勾板顶端滑动穿过轨架顶部设置的板孔，长立耳板顶端固定在凹折勾板上，升降车架上方固定有第二凹轨车架，第二凹轨车架上放置有备用电池，L型推板一端固定在备用电池上，L型推板另一端和压力部接触传动，压力部和升降车架连接。

优选的，所述压力部包括皮带轴、闭环皮带、定轴横架、动力组件和L型副板，所述L型副板一端固定在升降车架上，L型副板另一端支撑动力组件，定轴横架固定在L型副板一侧，定轴横架的两端均支撑有皮带轴，两个皮带轴配合撑起闭环皮带，其中一个皮带轴和动力组件传动连接，闭环皮带一侧通过固定凸柱推动L型推板。

优选的，所述动力组件包括第三弹片、T型立柱、拦截轴、发条弹簧、大齿轮、副架和转移轴，所述副架一端固定在L型副板上，副架支，转移轴、拦截轴和T型立柱，拦截轴上固定套有发条弹簧，发条弹簧的外端部固定在副架上，拦截轴一端固定有大齿轮，转移轴一端通过固定齿轮和大齿轮啮合传动连接，转移轴另一端通过固定锥齿轮和皮带轴端部固定的锥齿轮啮合。

优选的，所述副架包括U型板和U型板一侧固定的L型板，T型立柱滑动穿过副架的L型板上开设的T型孔。

优选的，所述T型立柱底端滑动插入到拦截轴端部开设的板槽中，第三弹片一端固定在副架上，第三弹片另一端和T型立柱顶端固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.任何一个第一电池在使用中如果出现过热情况，就会自动触发更换机制，备用电池自动下落到过热的第一电池一侧，下落完毕后备用电池自动横移平推过热的第一电池，最终过热的第一电池被顶出模块队伍，而备用电池替换过热的第一电池继续在电池模块中工作，以上替换工作实现机械自动控制，相较于传统技术上电力监控和电设备驱动方式，本发明更适用于复杂电磁环境，复杂电磁环境下的各种电仪器设备更容易被电磁侵蚀和破坏，而机械驱动控制设备则不受电磁影响。

2.本发明在每个第一电池下方分布一排塑料绳，当任意一根塑料绳熔断或是老化拉长，均会触发进一步传动，最终打破降落台上的吊挂状态，备用电池下落到过热的第一电池一侧后，弓形板架反向顶推T型立柱，进而动力组件释放压力，备用电池受到横向压力后顶推过热的第一电池，进而完成替换工作。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为备用电池位置示意图。

图3为模块单元架结构示意图。

图4为检测架结构示意图。

图5为第一电池位置示意图。

图6为截停装置结构示意图。

图7为降落台结构示意图。

图8为压力部结构示意图。

图9为凹折勾板结构示意图。

图10为动力组件结构示意图。

图11为L型推板位置示意图。

图12为凹折勾板位置示意图。

图13为截停齿条板位置示意图。

图14为图13中A处结构示意图。

图中：模块单元架1、第一电池2、梯形架3、弓形板架4、轨架5、降落台6、长立耳板7、截停装置8、备用电池9、立棒10、卡位部11、第一凹轨车架12、F型板13、检测架14、平台板15、塑料绳16、定位板17、弹簧18、外移柱19、凹折顶柱20、卡位弹片21、凹折撑板22、定轴耳板23、主动板齿条24、轴齿轮25、截停齿条板26、方向柱27、复位小弹片28、凹折勾板30、第二凹轨车架31、压力部32、L型推板33、升降车架34、皮带轴35、闭环皮带36、定轴横架37、动力组件38、L型副板39、第三弹片40、T型立柱41、拦截轴42、发条弹簧43、大齿轮44、副架45、转移轴46。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的技术方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图14，本发明提供一种技术方案：一种基于锂电池模块化设计的储能系统，包括多个竖直排列的模块单元架1，模块单元架1上固定有第一电池2，模块单元架1的两侧支撑有梯形架3，模块单元架1的一端为电池抽出端口，模块单元架1的另一端接触传动有弓形板架4，模块单元架1和弓形板架4之间有电池降落通道，且电池降落通道中设置有轨架5，轨架5的顶端内部吊挂有降落台6，降落台6的两侧均连接有长立耳板7，每个长立耳板7上传动连接有一排截停装置8，且每个模块单元架1对应与两个对称分布的截停装置8传动连接，降落台6中固定有备用电池9。

本发明整体功能流程为，竖直排列的多个第一电池2中，任意一个第一电池2过热，均会触发电池替换机制，备用电池9会自动下落到过热的第一电池2一侧，随后备用电池9自动水平顶推过热的第一电池2，最终备用电池9替换过热的第一电池2，参考图5和图3，梯形架3外部固定现有技术中的线路，线路的分支端部为两个弹片引脚，弹片引脚和第一电池2上的接电端口直接接触，因此备用电池9输送替换第一电池2后，备用电池9上的接电端口直接和电路接触连通。

模块单元架1包括立棒10、卡位部11、第一凹轨车架12、F型板13、检测架14和平台板15，平台板15上方固定有检测架14，检测架14的两侧均接触有F型板13，检测架14上方分布有第一凹轨车架12，第一凹轨车架12和平台板15固定连接，第一电池2放置在第一凹轨车架12上，第一凹轨车架12和卡位部11夹持定位第一电池2，F型板13一端固定有立棒10，立棒10和弓形板架4接触传动，F型板13和截停装置8接触传动。

弓形板架4包括凹折板和凹折板两侧固定的U型板，立棒10从弓形板架4的U型板中穿过，轨架5包括方顶板和方顶板四角位置固定的竖立轨道，弓形板架4的凹折板端部滑动穿过轨架5的竖立轨道上开设的板孔。

检测架14包括塑料绳16、定位板17、弹簧18和外移柱19，平台板15固定支撑定位板17，第一凹轨车架12的两侧均分布有定位板17，每个定位板17上均开设一排通孔，且每个通孔中滑动穿过外移柱19，外移柱19上套有弹簧18，外移柱19一端为半球体，外移柱19另一端和塑料绳16端部固定连接，弹簧18支撑在定位板17和外移柱19半球体之间，且外移柱19顶着F型板13，第一电池2的下方分布有一排塑料绳16，卡位部11包括凹折顶柱20和卡位弹片21，凹折顶柱20端部固定在定位板17上，凹折顶柱20中部固定有卡位弹片21，卡位弹片21弹性卡位第一电池2上设置的弧槽块，F型板13上的两个短棱柱分别滑动穿过定位板17上开设的两个方孔。

截停装置8包括凹折撑板22、定轴耳板23、主动板齿条24、轴齿轮25、截停齿条板26、方向柱27和复位小弹片28，凹折撑板22固定在两个轨架5之间，截停齿条板26滑动穿过凹折撑板22中部开设的板孔，轴齿轮25一侧和截停齿条板26啮合，且轴齿轮25另一侧和主动板齿条24啮合，主动板齿条24一端固定在F型板13上，轴齿轮25的两端支撑有定轴耳板23，定轴耳板23一端固定在凹折撑板22上，每个凹折撑板22上均固定有方向柱27，方向柱27滑动穿过长立耳板7上开设的通孔，复位小弹片28的一端固定在凹折撑板22上，复位小弹片28的另一端和长立耳板7接触，F型板13和长立耳板7垂直接触。

降落台6包括凹折勾板30、第二凹轨车架31、压力部32、L型推板33和升降车架34，轨架5上的四个竖立轨道引导中部的升降车架34竖直降落，凹折勾板30底端勾住升降车架34，凹折勾板30顶端滑动穿过轨架5顶部设置的板孔，长立耳板7顶端固定在凹折勾板30上，升降车架34上方固定有第二凹轨车架31，第二凹轨车架31上放置有备用电池9，L型推板33一端固定在备用电池9上，L型推板33另一端和压力部32接触传动，压力部32和升降车架34连接。

压力部32包括皮带轴35、闭环皮带36、定轴横架37、动力组件38和L型副板39，L型副板39一端固定在升降车架34上，L型副板39另一端支撑动力组件38，定轴横架37固定在L型副板39一侧，定轴横架37的两端均支撑有皮带轴35，两个皮带轴35配合撑起闭环皮带36，其中一个皮带轴35和动力组件38传动连接，闭环皮带36一侧通过固定凸柱推动L型推板33。

动力组件38包括第三弹片40、T型立柱41、拦截轴42、发条弹簧43、大齿轮44、副架45和转移轴46，副架45一端固定在L型副板39上，副架45支，转移轴46、拦截轴42和T型立柱41，拦截轴42上固定套有发条弹簧43，发条弹簧43的外端部固定在副架45上，拦截轴42一端固定有大齿轮44，转移轴46一端通过固定齿轮和大齿轮44啮合传动连接，转移轴46另一端通过固定锥齿轮和皮带轴35端部固定的锥齿轮啮合。

副架45包括U型板和U型板一侧固定的L型板，T型立柱41滑动穿过副架45的L型板上开设的T型孔。

T型立柱41底端滑动插入到拦截轴42端部开设的板槽中，第三弹片40一端固定在副架45上，第三弹片40另一端和T型立柱41顶端固定连接。

电池过热检测的传动过程为，一个第一电池2过热，第一电池2下方有塑料绳16被熔断，或是高温使塑料绳16软化，塑料绳16被拉长或是断开，因为两端的弹簧18始终给压，这样弹簧18外撑使外移柱19移动，外移柱19顶撑使F型板13移动远离第一电池2，F型板13移动同时带动主动板齿条24，主动板齿条24移动带动轴齿轮25转动，控制截停齿条板26移动，截停齿条板26一端插入到升降车架34的下落通道中，当升降车架34下落后，两个对称插入的截停齿条板26会拦截卡位升降车架34，这样备用电池9下落后被拦截停下，备用电池9停下后会正对一侧发热的第一电池2，参考图13理解位置关系。

第一电池2发热熔断塑料绳16后，也会打破轨架5顶部吊挂降落台6的状态，因为F型板13移动顶推长立耳板7水平位移，参考图7，长立耳板7移动远离轨架5，随后带动凹折勾板30，凹折勾板30底端不再勾住升降车架34，这样升降车架34直接下落，第二凹轨车架31、压力部32、L型推板33和升降车架34同步下落，这样备用电池9下落到过热的第一电池2一侧。

备用电池9正对一侧过热的第一电池2后，备用电池9水平移动顶推第一电池2，直至取代第一电池2工作，具体传动为，F型板13的移动还会带动立棒10，参考图3和图8，立棒10远离轨架5过程中，立棒10顶推弓形板架4，从而使弓形板架4水平移动靠近第一电池2，弓形板架4腰部的横板位移后会出现在动力组件38的下落路径上，这样备用电池9下落停止时，弓形板架4的腰部会触发动力组件38工作，具体参考图13和图14，T型立柱41下落后被弓形板架4腰部向上顶撑，这样T型立柱41向上位移短距离，T型立柱41上移后不再卡位拦截轴42，这样拦截轴42可以转动，参考图10，发条弹簧43为收紧状态，拦截轴42可以转动后，发条弹簧43爆发拦截轴42，拦截轴42快速转动多圈，拦截轴42带动大齿轮44，随后通过转移轴46传动皮带轴35，皮带轴35转动使闭环皮带36输送，进而闭环皮带36上的凸柱水平顶推L型推板33，L型推板33移动推动备用电池9，这样备用电池9水平移动顶撑过热的第一电池2，最终过热的第一电池2被顶出第一凹轨车架12中，备用电池9移动到第一凹轨车架12中后自动接触接电。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。