CN103227300A - 新型大容量锂离子动力电池设计方案实测验证装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新型大容量锂离子动力电池设计方案实测验证装置，具体是一种样品电池箱。新型大容量锂离子动力电池设计方案实测验证装置，包括由型材连接结构构成的骨架和设置在骨架上用于围成箱体的箱壁，型材连接结构包括型材梁和连接件；连接件具有使用时经端面插口导向插设在型材梁的轨道滑槽的槽腔内的连接部，轨道滑槽具有阻挡连接件朝向槽口外脱出的挡止配合结构，通过螺钉能够将两型材梁按直线或呈一定角度连接起来，并可在松开螺钉时调整两型材梁的相对位置。这样，型材梁可以使用连接件直线对接加长，且呈角度连接时，其中一型材梁可与连接件一起沿轨道滑槽滑动，通过上述两种拼接方式，样品电池箱可灵活组装，尺寸可变，适用性强。
Description
技术领域
本发明涉及新型大容量锂离子动力电池设计方案实测验证装置，具体是一种样品电池箱。
背景技术
随着锂离子动力电池技术的发展日益成熟和新能源产业的逐步发展壮大，电动汽车、UPS、储能电站等行业对锂离子动力电池的需求也逐渐增加，所以确保锂离子动力电池的质量尤为重要。锂离子动力电池的一致性、稳定性、使用寿命是电池生产制造中的重要标准，在标准的验证中，一般需要制作样品电池箱，并使用样品电池箱进行电池热管理效果的验证。目前，依据不同项目，车用及储能锂电池模块的形式千差万别，其使用环境条件和许用装配空间会产生比较大的差异，因此不同的项目需要对应尺寸的样品电池箱。在这种状况下，使用标准样品电池箱对方案设计人员的要求很高，并且现有的标准样品电池箱已无法适应这种多变的需求，市场空间很小。如果对每个项目都制作样品电池箱，这样不利于企业控制成本，而且制作周期长，影响验证效率。而不试制样品电池箱进行测试，则计方案的热管理效果及实际使用情况就无法进行实际验证，难以保证设计方案的可靠性。
型材连接结构是一种适用范围广的组装结构，其框架梁采用型材制成并使用连接件组合成不同尺寸的型材框架。例如申请号为201110160235.3的中国专利公开的一种组合式铝型材机柜框架，包括型材梁、供型材梁插接适配的连接件和用于将型材梁与连接件固连的螺钉，其中型材梁设有沿型材梁长度方向延伸的长方形槽孔和沿型材梁长度方向延伸的螺栓安装孔，连接件上设有多个相互固连的连接壁，连接壁上与型材梁上的长方形槽孔和螺栓安装孔分别对应设有凸块和螺栓穿孔，使用时将连接件上的凸块导向插配在长方形槽孔内，防止连接件与型材梁相对转动并定位，再使用螺栓穿过连接件上的螺栓穿孔将连接件与型材梁固定。这样，一个连接件即可同时与多只型材梁的端部固定，从而使各只型材梁相对固定，构成框架。另外，连接件上的角落部位还悬伸设有凸块，凸块上设有用于供盖板连接的盖板连接螺纹孔，便于在框架上安装盖板。但是，采用这种结构，连接件只能与型材梁的端部配合，无法满足框架多变的结构，且连接件会暴露在型材梁的外部，不便于其他组件的安装，也影响美观，另外型材梁的受力是集中在螺栓安装孔上，容易导致螺栓安装孔滑牙，给框架的组装和使用造成不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种便于灵活组装的新型大容量锂离子动力电池设计方案实测验证装置。
本发明新型大容量锂离子动力电池设计方案实测验证装置所采用的技术方案是：新型大容量锂离子动力电池设计方案实测验证装置，包括由型材连接结构构成的骨架和设置在骨架上用于围成箱体的箱壁，所述型材连接结构包括型材梁和连接固定各型材梁的连接件；所述型材梁上设有轨道滑槽，所述轨道滑槽具有导向方向沿直线延伸的槽腔和设置在型材梁的表面并与所述槽腔顶部相通的槽口，所述槽口具有与所述槽腔导向方向一致的槽长方向和垂直于槽腔导向方向的槽宽方向；所述轨道滑槽在型材梁的对应端面上设有端面插口，所述连接件具有使用时经所述端面插口导向插设在对应型材梁的轨道滑槽的槽腔内的连接部，所述连接部具有导向插设于轨道滑槽中与槽腔的顶部位置对应的顶部和与槽腔的底面位置对应的底部；连接部具有由其底部向顶部延伸的厚度方向和与导向插设方向一致的长度方向以及同时垂直于所述长度方向、厚度方向的宽度方向，所述槽口在其槽宽方向上的最大尺寸小于所述连接部在其宽度方向上的最小尺寸而在所述槽腔的顶部形成限制所述连接部沿其厚度方向朝槽口之外移动的挡止配合结构；所述连接部上设有沿其厚度方向延伸的用于螺接相应螺钉的螺纹通孔，所述螺纹通孔的一端具有供相应的螺钉旋入并暴露在轨道滑槽的槽口以被旋紧的顶部孔口；螺纹通孔的另一端具有供所述螺钉头部在旋紧时伸出而顶压所述轨道滑槽的槽底壁以带动所述连接部顶紧固定在所述挡止配合结构上的底部孔口。
采用上述技术方案，连接件的连接部导向插设在需要连接的对应的型材梁的轨道滑槽内，并设置有上述螺纹通孔，便于螺钉的安装固定，并且在螺钉旋紧时，螺钉前端的头部能够顶压轨道滑槽的槽底壁而对连接件施加朝向轨道滑槽的槽顶壁的力，将连接件顶紧固定在轨道滑槽的槽顶壁上，使两只以上的型材梁相对固定在一起而构成骨架，组装方便，并且，连接件设置在型材梁内部外观美观，也不会对其他组件的安装造成影响。使用时，依据项目的实际情况，利用上述连接件、型材梁和螺钉，可以方便快速地将型材梁拼接成可变式箱体骨架，便于为电池配备具有可行性的热管理方案并检验其效果，也便于对设计方案进行实际测量验证及修改优化，降低了设计成本，保证每个方案都经过实物测试，具有较高的可靠性，在设置对应的箱壁，能够形成各种标准及非标形式的样品电池箱。
作为优选，所述连接部设有两个，两所述连接部是沿同一直线对接设置或互成夹角对接设置并在对接处固连。上述设置方式便于型材梁按照不同的角度组装。
所述连接件互成夹角对接并在对接处固连的两个连接部是相互垂直设置，其中至少一个连接部上设有宽度小于轨道滑槽的槽口宽度而避开槽腔的顶部以进入槽口内的避让连接部。能够使连接件在轨道滑槽内自由滑动移动位置，以方便灵活地调整骨架整体尺寸。
所述型材梁横截面为正方形并具有四个侧面，所述轨道滑槽在各所述侧面上设有两条并均沿所述型材梁的长度方向延伸。采用正方形横截面的型材梁，每只型材梁的各个侧面均能与其他型材梁的任一侧面适配，便于各型材梁的轨道滑槽相互对应，能够适应不同连接要求的组装，轨道滑槽设置两条能够保证两型材梁之间固定连接的强度。
所述型材梁的四个侧面上均设有沿型材梁的长度方向延伸的挡板插槽，所述箱壁是由挡板插槽内嵌设的挡板构成，所述挡板为密封挡板或者为设有通风口的通风挡板，所述通风口为百叶窗窗口或风扇口。设置挡板插槽便于在型材连接结构上安装挡板，且组装时将挡板嵌入即可，使组合式样品电池箱的组装更加方便。挡板可根据验证要求设置成密封挡板或者通风挡板，并可以设置成百叶窗窗口或风扇口等形式，为热管理方案的验证提供方便。
所述槽腔的底部具有沿螺钉的顶压方向与所述螺钉对应设置的沉槽，所述沉槽具有供螺钉顶压的沉槽槽底而构成所述槽底壁。设置沉槽能够避免螺钉将轨道滑槽的槽底壁顶压变形而影响到连接件导向移动，便于连接件调整位置，延长使用寿命。
所述型材梁具有贯穿型材梁的长度方向设置的中心通孔。设置中心通孔能够减轻型材重量，减少型材梁成型所需要的材料，降低成本。
附图说明
图1：本发明中型材梁的横截面形状示意图；
图2：本发明中型材梁的直线连接件的结构示意图；
图3：本发明中型材梁的直角连接件的结构示意图；
图4：本发明中型材梁的直线对接连接方式分解图；
图5：本发明中型材梁的直线对接连接状态示意图；
图6：本发明中型材梁的垂直对接连接方式分解图；
图7：本发明中型材梁的垂直对接连接状态示意图；
图8：本发明中的第一种挡板结构示意图；
图9：本发明中的第二种挡板结构示意图；
图10：本发明中的第三种挡板结构示意图；
图11：本发明中型材框架采用滑轨式连接的结构示意图；
图12：本发明中型材框架采用滑轨式连接而成的样品电池箱的整体结构示意图；
图13：本发明中型材框架采用拼接式连接的结构示意图；
图14：本发明中型材框架采用拼接式组合而成的样品电池箱的整体结构示意图。
图中各附图标记对应的名称为：1型材梁，11轨道滑槽，12挡板插槽，13中心通孔，14沉槽，2直线连接件，3直角连接件，31豁口，32，避让连接部，4螺钉，5挡板，51百叶窗窗口，52风扇口，6螺纹通孔，7上盖板。
具体实施方式
本发明新型大容量锂离子动力电池设计方案实测验证装置的实施例如图1~图14所示，是由骨架和板件组合而成的结构可变式的样品电池箱，用于在大容量锂离子动力电池的应用方案设计过程中对电池模块的效果进行实测验证。骨架是由型材连接结构连接而成的型材框架，箱壁对应地设置在骨架上围成样品电池箱的箱体。
型材连接结构包括型材梁1和连接固定各型材梁1的连接件。本实施例中的型材梁1采用铝型材，当然，在其他实施例中也可以采用其他材质的型材，如或塑钢型材。本实施例中，型材梁1的横截面为正方形且贯穿轴线设置有中心通孔13，四个侧面均设有沿型材梁1的长度方向的轴线延伸的轨道滑槽11。轨道滑槽11在围绕轴线的各个侧面上均设有两个，共有八个，并且各侧面上的两个轨道滑槽11是沿垂直于该侧面的中间对称平面对称布置。轨道滑槽11具有导向方向沿沿型材梁1的长度方向延伸的槽腔和设置在型材梁1的表面并与槽腔顶部相通的槽口，槽口具有与槽腔导向方向一致的槽长方向和垂直于槽腔导向方向的槽宽方向。
各轨道滑槽11具有设置在型材梁1的长度方向的两端的端面插口，所述连接件具有使用时经所述端面插口导向插设在对应型材梁1的轨道滑槽11的槽腔内的连接部，所述连接部具有导向插设于轨道滑槽11中与槽腔的顶部位置对应的顶部和与槽腔的底面位置对应的底部，连接部具有由其底部向顶部延伸的厚度方向和与导向插设方向一致的长度方向以及同时垂直于所述长度方向、厚度方向的宽度方向。本实施例中连接件包括两种，分别为如图2所示的直线连接件2和如图3所示的直角连接件3，两种连接件均设有第一连接部和第二连接部。直线连接件2的第一连接部和第二连接部是沿同一直线对接设置并在对接处固连，用于两只型材梁1沿直线对接时的直线对接连接。直角连接件3的第一连接部和第二连接部互成90度夹角对接设置并在对接处固连，用于相互垂直的两只型材梁1的垂直对接连接，本实施例中，直角连接件3的第一连接部上设有豁口31，形成宽度小于轨道滑槽11的槽口宽度而避开槽腔的顶部以进入槽口内的避让连接部32，在第二连接部在轨道滑槽11内导向移动时，该避让连接部32能够使直角连接件3运动到型材梁1两端之间的位置，而供对应的型材梁在该型材梁两端之间的中部与该型材梁连接，并和直角连接件3在该型材梁1上沿轨道滑槽11导向移动。
轨道滑槽11的槽口在其槽宽方向上的最大尺寸小于对应连接部在其宽度方向上的最小尺寸而在槽腔的顶部形成限制对应连接部沿其厚度方向朝槽口之外移动的挡止配合结构。本实施例中，挡止配合结构即槽腔的槽顶壁。对应连接部上设有沿其厚度方向延伸的用于螺接相应螺钉4的螺纹通孔6，螺纹通孔6的一端具有暴露在轨道滑槽11的槽口的顶部孔口，供相应的螺钉4旋入并使用相应的工具将螺钉4旋紧，螺纹通孔6的另一端具有供螺钉4的前端在旋紧时伸出而顶压轨道滑槽11的槽底壁以带动连接部顶紧固定在槽顶壁上的底部孔口。本实施例中，槽腔的底部具有沿螺钉4的顶压方向与螺钉4对应设置的沉槽14，沉槽14具有供螺钉4顶压的沉槽槽底而构成槽底壁。
使用时，如图4和图5所示，将直线连接件2的两个连接部分别插入两根型材梁1对应对接端的端面插口，插接到位后将适配的螺钉4从槽口旋入各连接部的螺纹通孔6内并旋紧，螺钉4将伸出螺纹通孔6的底部孔口并顶压轨道滑槽11的槽底壁以带动所述连接部顶紧固定在槽顶壁上，完成固定，实现型材梁的直线对接；如图6和图7所示，将直角连接件3的第一连接部插入一根型材梁1的端面插口，由于第二连接部设有豁口31，第二连接部可以避开轨道滑槽11的槽顶壁而使直角连接件3滑动到型材梁1两端之间的部分，并且第二连接部垂直于型材梁1地伸出轨道滑槽11，再取第二根型材梁1，将端面插口对应套入对应的第二连接部，调整好第二根型材梁1在第一根型材梁1上的位置并在第二根型材梁1插接到位后将适配的螺钉4从槽口旋入各连接部的螺纹通孔6内并旋紧，螺钉4将伸出螺纹通孔6的底部孔口并顶压轨道滑槽11的槽底壁以带动所述连接部顶紧固定在槽顶壁上，完成固定，实现型材梁的垂直对接。
本发明中型材框架采用滑轨式连接的结构如图11所示，根据工程型号实际需求的长度和宽度方向的最大长度，截取四根底面型材梁，并使用直角连接件3连接成“＃”形，使用时松开长度和宽度方向上的相应螺钉4，即可根据具体某锂离子动力电池设计方案的实际需求沿轨道滑槽11自由调整长度方向和宽度方向上对应型材梁1的间距，即滑轨式方式，调整完后锁紧相应的螺钉4即可。在底面四根型材梁1上使用直角连接件3和螺钉4对应设置四根高度方向上的型材梁1，形成滑轨式型材框架组合成的骨架，在其上对应的挡板插槽12之间嵌设上用于构成箱壁的挡板5，并在样品电池箱顶部设置上盖板7，即形成本发明的新型大容量锂离子动力电池设计方案实测验证装置，如图12所示。其挡板5的数量可以根据所需的长、宽增减，挡板5的高度可以根据样品电池箱需要的高度设置。
本发明中型材框架采用拼接式连接的结构如图13所示，将型材梁1根据实际需求截取成若干长度单元的短梁，然后根据具体某锂离子动力电池设计方案的实际需求将短梁依靠直线连接件2拼接成所需的长、宽、高方向上的长度，然后使用直角连接件3将拼接好的短梁连接起来，拼接出符合尺寸要求的底面骨架和高度方向的骨架。在上述拼接式型材框架组合成的骨架上对应的挡板插槽12之间嵌设上用于构成箱壁的挡板5，并在样品电池箱顶部设置上盖板7，即形成本发明的新型大容量锂离子动力电池设计方案实测验证装置。
在上述实施例中，挡板5为密封挡板5或者为设有通风口的通风挡板5，通风口可以采用百叶窗窗口51或风扇口52等形式。根据样品电池箱长度和宽度方向尺寸的要求，通过挡板5的拼接，可以制作成相应尺寸的组合式样品电池箱，并通过通风口的组合设置，可以形成多种配置自由可变的热管理方案。
在上述实施例中，型材梁1的横截面为正方形，各个侧面上滑轨导槽的数量设置为两个，且互成角度的连接件之间的角度为90度。在本发明的其他实施例中，型材梁11的横截面也可以设置成其他形状，例如长方形，而各侧面上的滑轨导槽数量也可以设置为一个，或者多个，在拼接时只要使滑轨导槽对应，仍可以使用对应连接件进行连接。而连接件之间的夹角也可以根据实际需要设置成其他的角度，例如45度，同样能够利用连接件对型材梁1进行固定拼接。另外，在本发明的其他实施例中，连接件的连接部和槽腔的形状也不限于上述实施例中的方形，例如，槽腔也可以设置成圆柱形或燕尾形，只要将连接件的连接部设置成与槽腔适配插配的圆柱形或燕尾形状即可。再者，上述实施例中贯穿型材梁1的长度方向设置的中心通孔13是非必须结构，在本发明的其他实施例中也可以省去。
Claims (7)
1.新型大容量锂离子动力电池设计方案实测验证装置，包括由型材连接结构构成的骨架和设置在骨架上用于围成箱体的箱壁，其特征在于：所述型材连接结构包括型材梁和连接固定各型材梁的连接件；所述型材梁上设有轨道滑槽，所述轨道滑槽具有导向方向沿直线延伸的槽腔和设置在型材梁的表面并与所述槽腔顶部相通的槽口，所述槽口具有与所述槽腔导向方向一致的槽长方向和垂直于槽腔导向方向的槽宽方向；所述轨道滑槽在型材梁的对应端面上设有端面插口，所述连接件具有使用时经所述端面插口导向插设在对应型材梁的轨道滑槽的槽腔内的连接部，所述连接部具有导向插设于轨道滑槽中与槽腔的顶部位置对应的顶部和与槽腔的底面位置对应的底部；连接部具有由其底部向顶部延伸的厚度方向和与导向插设方向一致的长度方向以及同时垂直于所述长度方向、厚度方向的宽度方向，所述槽口在其槽宽方向上的最大尺寸小于所述连接部在其宽度方向上的最小尺寸而在所述槽腔的顶部形成限制所述连接部沿其厚度方向朝槽口之外移动的挡止配合结构；所述连接部上设有沿其厚度方向延伸的用于螺接相应螺钉的螺纹通孔，所述螺纹通孔的一端具有供相应的螺钉旋入并暴露在轨道滑槽的槽口以被旋紧的顶部孔口，螺纹通孔的另一端具有供所述螺钉头部在旋紧时伸出而顶压所述轨道滑槽的槽底壁以带动所述连接部顶紧固定在所述挡止配合结构上的底部孔口。
2.根据权利要求1所述的新型大容量锂离子动力电池设计方案实测验证装置，其特征在于：所述连接件的连接部设有两个，两所述连接部是沿同一直线对接设置或互成夹角对接设置并在对接处固连。
3.根据权利要求2所述的新型大容量锂离子动力电池设计方案实测验证装置，其特征在于：所述连接件互成夹角对接并在对接处固连的两个连接部是相互垂直设置，其中至少一个连接部上设有宽度小于轨道滑槽的槽口宽度而避开槽腔的顶部以进入槽口内的避让连接部。
4.根据权利要求1或2或3所述的新型大容量锂离子动力电池设计方案实测验证装置，其特征在于：所述型材梁横截面为正方形并具有四个侧面，所述轨道滑槽在各所述侧面上设有两条并均沿所述型材梁的长度方向延伸。
5.根据权利要求4所述的新型大容量锂离子动力电池设计方案实测验证装置，其特征在于：所述型材梁的四个侧面上均设有沿型材梁的长度方向延伸的挡板插槽，所述箱壁是由挡板插槽内嵌设的挡板构成，所述挡板为密封挡板或者为设有通风口的通风挡板，所述通风口为百叶窗窗口或风扇口。
6.根据权利要求1或2或3所述的新型大容量锂离子动力电池设计方案实测验证装置，其特征在于：所述槽腔的底部具有沿螺钉的顶压方向与所述螺钉对应设置的沉槽，所述沉槽具有供螺钉顶压的沉槽槽底而构成所述槽底壁。
7.根据权利要求1或2或3所述的新型大容量锂离子动力电池设计方案实测验证装置，其特征在于：所述型材梁具有贯穿型材梁的长度方向设置的中心通孔。
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