本发明涉及一种免焊接储能电池系统。它解决了现有技术中储能系统组装工艺复杂、产品维护困难，而且寿命终止后难以进行回收利用，投资成本高的问题。它包括下托盘，下托盘周向内侧形成电芯装载腔，电芯装载腔内装载有电芯组，电芯组上端面设有相互电连接的顶针结构，下托盘上端面通过上盖组件封闭，上盖组件内设有与顶针结构一一对应设置的探针组件，探针组件相邻的两个之间通过汇流条连接，汇流条与采样组件相连。本发明的优点在于：工艺结构简单，维护便捷，能够重复利用，使用成本低，满足了不同工况的储能系统，在一定的弹簧行程下，确保一定范围内的接触压力，从而保证有足够且适合的过流能力。
1.一种免焊接储能电池系统，包括下托盘（1），所述的下托盘（1）周向内侧形成电芯装载腔（11），所述的电芯装载腔（11）内装载有电芯组（2），其特征在于，所述的电芯组（2）上端面设有相互电连接的顶针结构（3），所述的下托盘（1）上端面通过上盖组件（4）封闭，且上盖组件（4）内设有与顶针结构（3）一一对应设置的探针组件（5），所述的探针组件（5）相邻的两个之间通过汇流条（6）连接，且汇流条（6）与采样组件（7）相连；所述的顶针结构（3）包括连接顶杆（31），所述的连接顶杆（31）底部设有压接座（32），且压接座（32）底部具有过流压接接触面（33），所述的过流压接接触面（33）与上述的电芯组（2）电联，所述的连接顶杆（31）上设有盖板固定盘体（34），且盖板固定盘体（34）与压接座（32）之间设有套设在连接顶杆（31）上的顶压弹簧（35）。
2.根据权利要求1所述的一种免焊接储能电池系统，其特征在于，所述的压接座（32）与盖板固定盘体（34）的直径大于连接顶杆（31）的直径，且压接座（32）与盖板固定盘体（34）之间形成顶压间隙（36），所述的顶压弹簧（35）设置在顶压间隙（36）内，所述的盖板固定盘体（34）设置在上盖组件（4）上端面并对上盖组件（4）施加固定压紧作用力。
3.根据权利要求1所述的一种免焊接储能电池系统，其特征在于，所述的顶针结构（3）采用铜合金材料制成，并且在其表面进行镀银、镀金处理。
4.根据权利要求1所述的一种免焊接储能电池系统，其特征在于，所述的探针组件（5）包括探针杆（51），所述的探针杆（51）设置在上盖组件（4）上端面，且探针杆（51）上设有固定螺母（52），所述的固定螺母（52）下端设有固定座（53），且固定座（53）与上述的盖板固定盘体（34）抵靠设置，所述的固定座（53）与固定螺母（52）之间形成固定间隙，上述的汇流条（6）一端设置在固定间隙内。
5.根据权利要求4所述的一种免焊接储能电池系统，其特征在于，所述的探针杆（51）与连接顶杆（31）一体成型，且探针杆（51）上设有外螺纹部。
6.根据权利要求1所述的一种免焊接储能电池系统，其特征在于，所述的采样组件（7）包括设置在两排相邻的探针组件（5）之间的采样板（71），所述的采样板（71）两侧设有若干采样支板（72），且采样支板（72）与汇流条（6）连接。
7.根据权利要求1所述的一种免焊接储能电池系统，其特征在于，所述的上盖组件（4）包括密封盖板（41），所述的密封盖板（41）两侧设有上盖支架（42），且密封盖板（41）底部周向内侧具有电芯定位腔，且电芯组（2）周向与密封盖板（41）之间设有密封带（43）。
8.根据权利要求7所述的一种免焊接储能电池系统，其特征在于，本系统层叠设置在安装机架（8）内并分层压紧，所述的安装机架（8）为分层结构，且每层周向内壁设有用于对上盖支架（42）进行压紧的压块（81）。
9.根据权利要求8所述的一种免焊接储能电池系统，其特征在于，所述的上盖组件（4）上设有压板（82），所述的压板（82）通过螺栓或气缸进行压紧。
一种免焊接储能电池系统
技术领域
[0001] 本发明涉及电力储能系统技术领域，具体涉及一种免焊接储能电池系统。
背景技术
[0002] 电化学储能系统可以在发电侧、电网侧以及用户侧之间进行电能存储和释放，具备削峰填谷、调峰调频、配合新能源发电并网等功能。其中电化学储能又以锂电池系统为主要应用方向，传统储能系统方案总体以module、pack、Rack、集装箱系统层级构成，其中传统的module和PACK等电池模块基本应用方向均是采用汇流条与电芯极柱焊接方式。现有的电池储能加工方式不但耗费大量的铅原料，而且容易出现掉片、漏焊等焊接不牢；除此之外，当前储能系统组装工艺复杂、产品维护困难，而且寿命终止后难以进行回收利用，投资成本高。
[0003] 为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种连续型免焊接铅蓄电池极群[CN201820986614.5]，它包括连续型正极板、连续型负极板、跨单体连接片、连续型双极性极板及隔板，连续型双极性极板由插接配合的连续型正极板、连续型负极板和隔板组成。该专利将铅蓄电池极群进行一体化连续式设计，消除了蓄电池生产过程中对极板群组内多片正极板或负极板的焊接工序，也消除了蓄电池多个单体之间的跨桥焊接和穿壁焊接等串并联焊接工序。
[0004] 上述方案在一定程度上解决了现有技术中电池储能加工方式耗费原料，而且容易焊接不牢的问题，但是该方案依然存在着诸多不足，例如：工艺复杂、产品维护困难，而且寿命终止后难以进行回收利用，投资成本高。
发明内容
[0005] 本发明的目的是针对上述问题，提供一种免焊接储能电池系统。
[0006] 为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种免焊接储能电池系统，包括下托盘，下托盘周向内侧形成电芯装载腔，电芯装载腔内装载有电芯组，电芯组上端面设有相互电连接的顶针结构，下托盘上端面通过上盖组件封闭，且上盖组件内设有与顶针结构一一对应设置的探针组件，探针组件相邻的两个之间通过汇流条连接，且汇流条与采样组件相连。
[0007] 本方案采用顶针结构实现了压接接触型，打破原有电池PACK及module的固有型式，从而实现免于必须在PACK工厂进行焊接及返修作业的过程，而且工艺结构简单，维护便捷，能够进行重复利用，使用成本低。
[0008] 在上述的一种免焊接储能电池系统中，顶针结构包括连接顶杆，连接顶杆底部设有压接座，且压接座底部具有过流压接接触面，过流压接接触面与上述的电芯组电联，连接顶杆上设有盖板固定盘体，且盖板固定盘体与压接座之间设有套设在连接顶杆上的顶压弹簧。
[0009] 通过顶压弹簧的预紧力不同，电压针、电流针即可实现不同电流大小的使用工况，满足不同工况的储能系统。
[0010] 在上述的一种免焊接储能电池系统中，压接座与盖板固定盘体的直径大于连接顶杆的直径，且压接座与盖板固定盘体之间形成顶压间隙，顶压弹簧设置在顶压间隙内，盖板固定盘体设置在上盖组件上端面并对上盖组件施加固定压紧作用力。
[0011] 在上述的一种免焊接储能电池系统中，顶针结构采用铜合金材料制成，并且在其表面进行镀银、镀金处理。
[0012] 在上述的一种免焊接储能电池系统中，探针组件包括探针杆，探针杆设置在上盖组件上端面，且探针杆上设有固定螺母，固定螺母下端设有固定座，且固定座与上述的盖板固定盘体抵靠设置，固定座与固定螺母之间形成固定间隙，上述的汇流条一端设置在固定间隙内。
[0013] 在上述的一种免焊接储能电池系统中，探针杆与连接顶杆一体成型，且探针杆上设有外螺纹部。
[0014] 在上述的一种免焊接储能电池系统中，采样组件包括设置在两排相邻的探针组件之间的采样板，采样板两侧设有若干采样支板，且采样支板与汇流条连接。
[0015] 在上述的一种免焊接储能电池系统中，上盖组件包括密封盖板，密封盖板两侧设有上盖支架，且密封盖板底部周向内侧具有电芯定位腔，且电芯组周向与密封盖板之间设有密封带。
[0016] 在上述的一种免焊接储能电池系统中，本系统层叠设置在安装机架内并分层压紧，安装机架为分层结构，且每层周向内壁设有用于对上盖支架进行压紧的压块。
[0017] 在上述的一种免焊接储能电池系统中，上盖组件上设有压板，压板通过螺栓或气缸进行压紧。
[0018] 与现有的技术相比，本发明的优点在于：
[0019] 1、实现了免模组、pack、rack装配，也相应减少所用到的相应物料，减少了相应的电池箱体，电池架、端板、汇流排、各种紧固件、线束等等，整个系统复杂性降低；
[0020] 2.相应地减少了模组及pack、rack装配过程的一系列工序，包含电芯分选，电芯打胶堆叠，电芯间串并联安装汇流条激光焊接，采样线束或采集板安装焊接等一系列工序；
[0021] 3.产品维护方便简单，单个电芯损坏，可实现单个电芯隔离，且由于系统没有汇流条焊接，无模组段侧板焊接以及结构胶粘连，仅需要将电芯夹紧及顶针结构单独松开即可实现电芯更换，压块恢复夹紧即可投入使用，整个过程不影响其它的电芯和物料使用，维护时间低，成本低；
[0022] 4.电池系统可以通过选用不同的顶针结构，不同弹簧预紧力，电压针、电流针即可实现不同电流大小的使用工况，满足不同工况的储能系统；
[0023] 5.此电池系统零部件可简单处理回收使用，无需破坏性维修，利于回收利用。
附图说明
[0024] 图1是本发明中的基本结构组成图；
[0025] 图2是本发明的整体结构示意图；
[0026] 图3是本发明的分解图；
[0027] 图4是本发明中的密封盖板结构示意图；
[0028] 图5是本发明中的顶针结构和探针组件机构示意图；
[0029] 图6是本发明在安装机架中的装配图。
[0030] 图中：下托盘1、电芯装载腔11、电芯组2、顶针结构3、连接顶杆31、压接座32、过流压接接触面33、盖板固定盘体34、顶压弹簧35、顶压间隙36、上盖组件4、密封盖板41、上盖支架42、密封带43、探针组件5、探针杆51、固定螺母52、固定座53、外螺纹部54、汇流条6、采样组件7、采样板71、采样支板72、安装机架8、压块81、压板82。
具体实施方式
[0031] 下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
[0032] 如图1‑6所示，一种免焊接储能电池系统，包括下托盘1，下托盘1周向内侧形成电芯装载腔11，电芯装载腔11内装载有电芯组2，电芯组2上端面设有相互电连接的顶针结构3，下托盘1上端面通过上盖组件4封闭，且上盖组件4内设有与顶针结构3一一对应设置的探针组件5，探针组件5相邻的两个之间通过汇流条6连接，且汇流条6与采样组件7相连。
[0033] 顶针结构3包括连接顶杆31，连接顶杆31底部设有压接座32，且压接座32底部具有过流压接接触面33，过流压接接触面33与上述的电芯组2电联，连接顶杆31上设有盖板固定盘体34，且盖板固定盘体34与压接座32之间设有套设在连接顶杆31上的顶压弹簧35。
[0034] 这里可以通过选用不同的顶针结构3，从而改变顶压弹簧35预紧力，电压针、电流针即可实现不同电流大小的使用工况，满足不同工况的储能系统。
[0035] 其中，压接座32与盖板固定盘体34的直径大于连接顶杆31的直径，且压接座32与盖板固定盘体34之间形成顶压间隙36，顶压弹簧35设置在顶压间隙36内，盖板固定盘体34设置在上盖组件4上端面并对上盖组件4施加固定压紧作用力。
[0036] 详细地，顶针结构3采用铜合金材料制成，并且在其表面进行镀银、镀金处理。
[0037] 这样设置可以使顶针结构3具有长久稳定的过流性能，配合顶压弹簧35适当的压缩行程范围，输出稳定的压力范围，例如：
[0038] 需求300A的过流能力时，需要弹簧的最佳压缩行程为5mm，预计8kg以上力，通过尺寸链计算保证5mm‑10mm的弹簧压缩行程就能够保证足够的压接力，再配合压接面特殊粗糙处理，保证与电芯极柱的点线的接触型式。从而能够充分保证接触内阻，可以满足全生命周期小于0.05毫欧。
[0039] 进一步地，探针组件5包括探针杆51，探针杆51设置在上盖组件4上端面，且探针杆51上设有固定螺母52，固定螺母52下端设有固定座53，且固定座53与上述的盖板固定盘体
34抵靠设置，固定座53与固定螺母52之间形成固定间隙，上述的汇流条6一端设置在固定间隙内。
[0040] 固定座53下端可以对盖板固定盘体34进行压紧，且上端可以作用固定汇流条6的定位平台。
[0041] 具体地，探针杆51与连接顶杆31一体成型，且探针杆51上设有外螺纹部54。
[0042] 如图2‑4所示，采样组件7包括设置在两排相邻的探针组件5之间的采样板71，采样板71两侧设有若干采样支板72，且采样支板72与汇流条6连接。
[0043] 其中，上盖组件4包括密封盖板41，密封盖板41两侧设有上盖支架42，且密封盖板41底部周向内侧具有电芯定位腔，且电芯组2周向与密封盖板之间设有密封带43。
[0044] 密封盖板41将汇流条6以及采样组件7通过上盖支架42与顶针结构3集成，通过压块81压紧密封盖板41，从而取代了汇流条焊接到极柱上。
[0045] 本系统层叠设置在安装机架8内并分层压紧，安装机架8为分层结构，且每层周向内壁设有用于对上盖支架42进行压紧的压块81。
[0046] 其中，上盖组件4上设有压板82，压板82通过螺栓或气缸进行压紧。
[0047] 综上所述，本实施例的原理在于：通过特殊的顶针结构3和压板82设计与上盖集成，另将过电流汇流条6以及采样组件7与顶针结构3连接，从而可以通过利用顶针结构3与电芯极柱压接过流能力，从而可以替代汇流条6焊接在电芯极柱上，实现了免焊接汇流条6电池系统。
[0048] 本方案主要通过顶针结构3特定的过流压接接触面33设计并结合顶针结构3上的顶压弹簧35的设计，在一定的弹簧行程下，确保一定范围内的接触压力，从而保证有足够且适合的过流能力。
[0049] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0050] 尽管本文较多地使用了下托盘1、电芯装载腔11、电芯组2、顶针结构3、连接顶杆31、压接座32、过流压接接触面33、盖板固定盘体34、顶压弹簧35、顶压间隙36、上盖组件4、密封盖板41、上盖支架42、密封带43、探针组件5、探针杆51、固定螺母52、固定座53、外螺纹部54、汇流条6、采样组件7、采样板71、采样支板72、安装机架8、压块81、压板82等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
