CN102420297A - 电池模组框架以及应用该框架的电池组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池模组框架，其包括：支架机构，用于夹持固定电池壳体，支架机构至少包括底部支架以及与底部支架相对的顶部支架；绝缘盖，固定于顶部支架上方。与现有技术相比，本发明所提供的电池模组框架由于在顶部支架上方设置了绝缘盖，从而避免凸伸出顶部支架上的电池电极被无意短接而造成短路。

Description

电池模组框架以及应用该框架的电池组件

技术领域

本发明涉及一种电池模组框架，尤其涉及一种电池模组框架的绝缘结构。

本发明还涉及一种应用上述电池模组框架的电池组件。

背景技术

近年来，考虑到环境污染日益严重，蓄电池，其能被充电或放电，常被作为动力源来替代传统石化燃料以解决石化燃料所引起的环境污染问题。在车辆动力领域，与传统能源相比，电动力源在环保方面具有明显的优势。采用电池作为动力源不消耗汽油、无废气、低噪音，辐射小，是一种较理想的动力源。目前常用电动力源通常采用多个单电池放置入一个电池模组框架中，再通过串并联模块将单电池进行电性组合，从而形成一个电池模组，进而满足动力需求。

电动车使用的动力电池是电池各种应用领域中要求最高的一种，其使用环境复杂，尤其需要适应颠簸和震动的环境，所以现有技术中有采用固定框架来固定这些电池。然而，这些被框架固定的电池的电极凸露在外，没有相应的保护，所以，各个电池之间很可能由于环境变化引发短路。

有鉴于此，有必要对现有的电池模组框架予以改进以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题在于提供一种可有效避免短路的电池模组框架。

本发明解决的技术问题还在于提供一种应用上述电池模组框架的电池组件。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种电池模组框架，所述电池模组框架包括：支架机构，用于夹持固定电池壳体，所述支架机构至少包括底部支架以及与底部支架相对的顶部支架；绝缘盖，固定于所述顶部支架上方。

作为本发明的进一步改进，所述支架机构在底部支架和顶部支架之间定义至少两个单电池收容区，且在所述至少两个单电池收容区之间设置有分隔板。

作为本发明的进一步改进，支架机构在所述单电池收容区内设置有用于固定电池壳体的玻璃胶或双面胶。

作为本发明的进一步改进，所述底部支架具有用于和电池壳体接触的底壁，且所述底壁封闭设置。

作为本发明的进一步改进，所述顶部支架设置有通孔以供电池壳体的电极穿过。

作为本发明的进一步改进，所述顶部支架设置有螺丝柱，所述绝缘盖通过自攻螺丝固定于所述螺丝柱上。

作为本发明的进一步改进，所述绝缘盖包括顶壁以及自顶壁周侧向下延伸出的侧壁，所述侧壁上设置有若干间隔的开口。

作为本发明的进一步改进，所述顶部支架和/或底部支架侧缘设置有若干间隔分布的缺口。

为解决上述技术问题，本发明还可以采用如下技术方案： 一种电池组件，包括：

电池，包括：

  电池壳体；

  电池芯盖，设置在所述电池壳体的顶部；

  电极，凸伸出所述电池芯盖设置；以及

收容所述电池的、如前述发明内容中任一项所述的电池模组框架。

作为本发明的进一步改进，所述电池壳体内设置有正电极材料和负电极材料，所述正电极材料包括磷酸锂铁（LiFePO4）。

与现有技术相比，本发明所提供的电池模组框架由于在顶部支架上方设置了绝缘盖，从而避免凸伸出顶部支架上的电池电极被无意短接而造成短路。 

附图说明

图1是本发明具体实施方式中电池模组框架与电池结合后电池组件的立体图；

图2是本发明具体实施方式中电池模组框架中顶部支架的立体图；

图3是本发明具体实施方式中电池模组框架中顶部支架另一角度的立体图；

图4是本发明具体实施方式中电池模组框架中底部支架的立体图；

图5是本发明具体实施方式中电池模组框架中绝缘盖的立体图；

图6是本发明具体实施方式中电池壳体的立体图；

图7是本发明中导电件的一具体实施方式的立体图；

图8是本发明中导电件的另一具体实施方式的立体图；

图9是本发明具体实施方式中，收容于电池模组框架中的电池通过导电件实现互连的立体图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施例对本发明进行详细描述。但这些实施例并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施例所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

参图1所示的本发明的电池组件100的一具体实施方式，其中的电池模组框架（未图示）包括支架机构。支架机构用于固定电池壳体，支架机构至少包括顶部支架11以及与顶部支架11相对的底部支架12。在其他实施方式中，支架机构也可以包括位于顶部支架11与底部支架12之间的侧支架。侧支架同样用于夹持电池壳体，但夹持方向与顶、底部支架夹持方向垂直。本实施方式中，支架机构只包括有顶部支架11以及底部支架12，顶部支架11与底部支架12上下夹持电池壳体。电池模组框架（未图示）还包括绝缘盖14，绝缘盖14固定于顶部支架上方，使得凸伸出顶部支架11的电极被覆盖，从而降低了电池引发短路的可能性。

参图2、图3与图4所示，顶部支架11作为支架机构一部分，其设置于电池壳体13上部，绝缘盖14的下方。由于用于电池组件内部，顶部支架11需要有很好的绝缘、防火以及抗高温性能。本实施例中，采用ABS塑胶材料制造顶部支架11，使其具有90防火等级。

支架机构在底部支架12与顶部支架11之间定义至少两个单电池收容区，并且各个单电池收容区之间还设置有分隔板123。在如图2和图3所示的实施例中，采用在顶部支架11设置16个顶部单电池收容区114，底部支架12设置16个底部单电池收容区121，并且上下对应，从而可以保证收容电池结构稳定。

在顶部支架11与底部支架12上还分别设置有分隔板115、123以分割单电池收容区。分隔板的设置可以保证各个单电池之间具有空隙。由于电池在工作过程中容易产生热量从而引起电池的膨胀，如果电池之间紧密贴合，则会导致电池之间互相挤压，进而影响电池质量，所以各个单电池之间预留空隙就显得比较重要。此外，设置分隔板123、115所产生的空隙可以有效的散发电池使用过程中所产生的热量，从而降低电池组件内部的温度，以延长使用寿命。

本发明所提供的支架机构所夹持的电池形状可以是任何合适的形状，只需要在支架机构上对单电池收容区的形状进行定义即可实现。本实施例中，顶部支架11上设置有方形电池收容区114，以对应的收容方形电池。同时底部支架12也对应的设置方形电池收容区121，以匹配顶部支架11，进而保证整个支架机构的稳定性。底部支架12需具有封闭式的底壁，以防止相邻电池壳体底部通过底壁导通。

本实施方式中，支架机构，在顶部支架11与底部支架12的电池收容区114、121设置有用于固定电池壳体的玻璃胶或双面胶，双面胶需有一定厚度，从而使得粘结更佳牢靠，进而使得支架机构对于电池壳体13夹持更稳固。

参图2与图4所示，顶部支架11与底部支架12作为支架机构固定电池壳体13后，形成一个电池组件。电池组件会内置于电池模组箱体内。为了保证电池模组框架在电池模组箱体中保持稳定，不至于因发生颠簸、震动而松散，在底部支架12与顶部支架11侧边缘设置有若干间隔分布的第一缺口113、第二缺口122，对应的电池模组箱体内侧面设置有对应的凸肋，则可以起到导引与定位的作用，从而电池模组框架（未图示）放入电池模组箱体过程简易，并且位置稳定。

参图2与图5所示，顶部支架11与绝缘盖14固定连接，顶部支架11设置有收容缺口111，收容缺口111用来在顶部支架11覆盖于电池壳体13之后供电池壳体13上电极通过。单个电池壳体13对应两个收容缺口111分别供正、负电极通过。在其他实施方式中，顶部支架11上对应每个电池壳体13可只设置一个收容缺口111，同时供电池壳体13上正、负电极穿过。

正、负电极穿过顶部支架11后可以与其他电池壳体13上的正、负电极通过导电件（将会在后文详述）进行电性连接，从而形成电池模组。而绝缘盖14设置于顶部支架11上方，从而保证电池壳体13上电极的串、并联线路不会被影响而导致串、并联线路出现短路或断路等情形。绝缘盖14与顶部支架11之间可通过螺丝固定。本实施例中，顶部支架11上设置有螺丝柱112，绝缘盖14对应位置设置有螺丝孔141，绝缘盖14通过自攻螺丝固定于螺丝柱上，从而绝缘盖14与顶部支架11固定连接。

如图5所示的实施方式中，绝缘盖14包括顶壁142以及自顶壁142周侧向下延伸出的侧壁143。侧壁上设置有若干间隔的开口。侧壁143在绝缘盖14与顶部支架11螺丝固定后，抵接于顶部支架11上，从而上述开口在绝缘盖14与顶部支架11之间形成多个通道144，便于连接各电池穿过。

参图6与图9所示的实施方式，电池组件中包括有电池，电池包括有：电池壳体13；电池芯盖，该电池芯盖设置在电池壳体13的顶部；正电极131、负电极132，其凸伸出电池芯盖设置；螺母133、其设置于正电极131、负电极132上，用于卡持导电件20于正电极131、负电极132上并保持二者的电性连接；以及收容电池的、如前述发明内容中的电池模组框架（未图示）。同时电池壳体13内设置有正电极材料和负电极材料，本实施例中，正电极材料包括磷酸锂铁（LiFePO4）。

综上所述，电池组件可以采用如下方法进行组装：

1、将若干电池壳体13置入底部支架，并以玻璃胶沾接方式连结 (亦可用双面胶)；

2、将顶部支架放至若干电池上方，并以玻璃胶沾接方式连结 (亦可用双面胶)；

3、将各电池间通过导电件实现串、并联；

4、将绝缘盖置于顶部支架上并固定，固定方式可采用自攻螺丝锁定之方式。

采用上述组装方式，可以有效的固定电池壳体13，组装简便，生产效率高。

参图7与图9所示的电池组件的另一实施方式。电池组件包括：至少两个分离设置的第一和第二电池模组，每个电池模组包括至少两个电池，每个电池具有正电极和负电极；导电件20，导电件20包括并联第一电池模组的至少两个电池的两个正电极的第一部分21、并联第二电池模组的至少两个电池的两个负电极的第二部分22、以及串联第一电池模组的一个电池的正电极和第二电池模组的一个电池的负电极的第三部分23，所述第三部分呈扁平状。

第三部分23可以有效的串联第一电池模组中部分电池上正电极以及第二模组中部分电池上负电极，使第一、第二模组串联连接。本实施例中，导电件20设置于顶部支架11上方用于连接不同电池的电极，来实现不同电池间的串、并联。

导电件20还包括串联第一电池模组的另一个电池的正电极和第二电池模组的另一个电池的负电极的第四部分24。其中导电件20中第一部分21与第二部分22平行排布，第三部分23垂直于第一部分21和第二部分22。类似地，第四部分24平行于第三部分23，且垂直于第一部分21和第二部分22。

导电件20可以采用导电金属制成，本实施例中，优选的采用紫铜或黄铜为主的材料制成，同时导电件20制造成铜片形式。导电件20的第一部分21与第二部分22都采用长直片状铜片形式，而第三连接件23与第四连接件24采用短直铜片，同时与第一部分21、第二部分22连接。本实施例中，导电件第一部分21、第二部分22、第三部分23与第四部分24为一体冲压成型。第三部分23与第四部分24均用于串联相邻两电池组，在其他实施方式中也可仅设置一个，本实施方式中设置两个可确保导电件20具有较大的过电流能力。

导电件20设置有通孔211以供电池壳体13上电极穿过。可通过螺母133将导电件固定于电极上。导电件20采用一体化设置，可以保证充放大电流。根据不同的需求，如电池的数量，导电件20可以做出适应性设计。如根据电池模组中需要并联的电池的数量，可以增加导电件20的第一部分21与第二部分22的长度，对应的调整第一部分21与第二部分22上通孔的211的数量以满足电池模组中电池之间的并联；或者如根据电池模组之间的间距，调整第三部分23与第四部分24的长度，满足多个电池模组之间的串联。

如图7与图9所示，本实施方式中，导电件20还包括有第五部分25与第六部分26。第五部分25、第六部分26都与第三部分23、第四部分24平行，同时与第一部分21、第二部分22相连接。同样地，第五部分25和第六部分26可提高导电件20过电流的能力。当然，随着电池数量的增加，第一部分21与第二部分22之间还可以设置有第七部分、第八部分等。

导电件20中第一部分21、第二部分22以及第三部分23一起定义一“U”形。类似地，导电件20中第一部分21、第二部分22、第三部分23以及第四部分24一起定义一“口”字形；导电件20中第一部分21、第二部分22、第三部分23、第四部分24以及第五部分25一起定义一“日”字形；导电件20中第一部分21、第二部分22、第三部分23、第四部分24、第五部分25以及第六部分26一起定义一“目”字形。

参图7所示，导电件20第三部分23上还设置有缓冲带221。当电池由于震动发生移位时，相邻电池或电池组之间的间距可能会加大，所以缓冲带221的设置对于保证导电件20正常工作显然是很有必要的。本实施例中，缓冲带221为拱形设置，可以起到抗拉伸的作用。类似的，第四部分24和/或第五部分25和/或第六部分26上也设置有缓冲带。电池也有可能发热膨胀而导致各个电池壳体13之间间距变大，从而第一部分21与第二部分22间也可以设置有至少一个缓冲带，优选地，缓冲带需要设置于第一部分21与第二部分22上各个通孔之间。

参图7与图8所示，相邻两排电池正电极、负电极可采用第三部分23实现串联。同一排电池中的正电极或负电极可采用一个长直形的第二导电件27，所述第二导电条27包括第二通孔271以及设置于相邻第二通孔271之间的第二缓冲带272。

上述实施方式可以看出，多个电池之间的串、并联可以通过一个一体成型的导电件来实现，从而可使导电件能够承受较大的过电流。此外，导电件20具有缓冲带，可以保证相邻电池间的间距发生变化时，导电件仍旧能正常工作。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池模组框架，其特征在于，所述电池模组框架包括：

支架机构，用于夹持固定电池壳体，所述支架机构至少包括底部支架以及与底部支架相对的顶部支架；

绝缘盖，固定于所述顶部支架上方。

2.如权利要求1所述的电池模组框架，其特征在于：所述支架机构在底部支架和顶部支架之间定义至少两个单电池收容区，且在所述至少两个单电池收容区之间设置有分隔板。

3.如权利要求2所述的电池模组框架，其特征在于：支架机构在所述单电池收容区内设置有用于固定电池壳体的玻璃胶或双面胶。

4.如权利要求1所述的电池模组框架，其特征在于：所述底部支架具有用于和电池壳体接触的底壁，且所述底壁封闭设置。

5.如权利要求1所述的电池模组框架，其特征在于：所述顶部支架设置有通孔以供电池壳体的电极穿过。

6.如权利要求1所述的电池模组框架，其特征在于：所述顶部支架设置有螺丝柱，所述绝缘盖通过自攻螺丝固定于所述螺丝柱上。

7.如权利要求1所述的电池模组框架，其特征在于：所述绝缘盖包括顶壁以及自顶壁周侧向下延伸出的侧壁，所述侧壁上设置有若干间隔的开口。

8.如权利要求1所述的电池模组框架，其特征在于：所述顶部支架和/或底部支架侧缘设置有若干间隔分布的缺口。

9.一种电池组件，其特征在于，包括：

电池，包括：

  电池壳体；

  电池芯盖，设置在所述电池壳体的顶部；

  电极，凸伸出所述电池芯盖设置；以及

收容所述电池的、如权利要求1至8中任一项所述的电池模组框架。

10.如权利要求9所述的电池组件，其特征在于：所述电池壳体内设置有正电极材料和负电极材料，所述正电极材料包括磷酸锂铁（LiFePO₄）。

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