CN107871834B

CN107871834B - 一种模块化锂电池的拼接结构

Info

Publication number: CN107871834B
Application number: CN201711082270.1A
Authority: CN
Inventors: 张锋
Original assignee: Lifeng Group Co Ltd
Current assignee: Lifeng Group Co Ltd
Priority date: 2017-11-06
Filing date: 2017-11-06
Publication date: 2023-07-04
Anticipated expiration: 2037-11-06
Also published as: CN107871834A

Abstract

本发明公开了一种模块化锂电池的拼接结构，其成对的安装架上的容纳槽安装锂电池，安装架外侧设置连接片，连接片包括金属本体和安装孔，位于安装孔周边的接片呈矩阵排列，接片与金属本体相连接的部分朝向安装孔，接片伸入容纳槽的贯穿孔内与锂电池接触配合，容纳槽的矩阵结构间设置有连接孔，安装孔与连接孔对应设置。成组的安装架安装排布锂电池，便于成矩阵排列进行串并联的组合。连接片安装于安装架的两端，实现锂电池的并联；不同组的安装架上下安装，实现锂电池的串联；安装孔处穿设螺钉定位上下组的安装架，安装孔周边的接片与金属本体相连接的部分朝向安装孔令电流集中流向最接近的螺钉，提高电流流动稳定性。

Description

一种模块化锂电池的拼接结构

技术领域

本发明涉及一种电池组安装部件，更具体的说是涉及一种模块化锂电池的拼接结构。

背景技术

现有技术中在组合使用锂电池时，一种方法是将若干个锂电池并联或串联之后，用塑胶包装热收缩包裹成一体，或者是通过架子上下夹持锂电池令其整齐排列后再在两端焊接上导电连接片实现并联。现有安装锂电池的架子有的没有良好的上下固定的结构，不利于一个模块化的电池组安装，有的不具有良好的与导电连接片配合的结构，直接焊接在锂电池两级的导电连接片在工艺上复杂，也不利于大片的导电连接片定位。在锂电池被架子设置成电池组后若要进行串联，或者是通过铜条将两组导电连接片进行连接，或者两组电池组上下的导电连接片进行对接来串联，两种方式均不能良好的集中电流进行流通，会存在能量流失的情况，最终影响到总电压，可能会带来所要驱动的机构供电不如预期。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单，可以良好的组装一个并联的锂电池组，能够较好的定位连接片，可以保证锂电池在供电时电流集中流出，减少损耗的模块化锂电池的拼接结构。

本发明提供了如下技术方案：一种模块化锂电池的拼接结构，包括成对设置的安装架，安装架上设置呈矩阵排列的容纳槽，容纳槽的槽底具有小于槽底整体的贯穿孔，一对安装架通过相对的容纳槽安装排布若干锂电池，锂电池两级与贯穿孔相对，一对安装架由上下穿设的紧固件安装为一体；安装架的外侧设置连接片，连接片包括金属本体，金属本体上设置有若干接片，金属本体具有与接片数量对应的若干镂空孔，接片从金属本体上延伸入镂空孔内进行设置；金属本体还设置有安装孔，位于安装孔周边的接片呈矩阵排列，该接片与金属本体相连接的部分朝向安装孔，接片伸入贯穿孔与锂电池接触配合，容纳槽的矩阵结构间设置有连接孔，安装孔与连接孔对应设置。

作为一种改进，安装架的四面侧边设置有卡棱和卡槽，安装架与安装架之间通过侧边相匹配的卡槽和卡棱相卡，扩展多组成对的安装架呈矩阵排列；安装架的四面侧边设置为其中相邻两边为卡棱，另外相邻两边为卡槽。

作为一种改进，卡槽的朝向为容纳槽槽口端向贯穿孔一侧延伸，卡棱的朝向为与卡槽相匹配的由容纳槽槽口端向贯穿孔一侧延伸；卡棱和卡槽的截面为直角梯形。

作为一种改进，还包括有限位架，容纳槽的侧壁合围成位于连接孔周边用于容纳螺旋件的限位槽；限位架上设置有第一通孔和向一侧延伸的插块，当插块安装定位于限位槽内壁时限位架覆盖于限位槽槽口且第一通孔与限位槽槽口相对。

作为一种改进，限位架上设置的第一通孔和插块均为多组，多组第一通孔和插块对应配合多个限位槽，限位架还设置有多个供锂电池穿过的第二通孔，且限位架的外轮廓具有避让周边锂电池的让位凹口。

作为一种改进，限位槽设置为立方体，与一个限位槽配合的插块设置为四个角形块状并在安装配合时卡于限位槽的四个角上。

作为一种改进，安装孔周边的接片为均匀排列的四个，金属本体上设置多个安装孔，所有接片对齐呈矩阵排列；安装孔设置为六个，其均匀排列为两行三列。

作为一种改进，金属本体的周边设置有若干弧形缺口，弧形缺口设置于相邻安装孔之间的中间位置供金属本体裁断分割；金属本体内部还设置有若干与弧形缺口对齐供裁断分割的通孔。

作为一种改进，接片和金属本体相连接的部分设置为窄片，窄片的宽度小于接片的宽度供熔断；窄片进行向下弯折设置，令接片的水平位置低于金属本体。

作为一种改进，金属本体的周边设置有若干可弯折的定位片，安装架的底面周边设置有若干卡槽，当定位片向下弯折时可与卡槽配合定位；定位片在金属本体的周边均匀设置并与接片或安装孔整齐排列。

本发明的有益效果：安装架上的容纳槽可以良好的容纳锂电池端部，槽底开设的贯穿孔供导电连接片的头部伸入进行导通；矩阵排列的锂电池具有一定的间隙来散热；成组的安装架在安装排布若干锂电池后通过上下穿设的紧固件装为一体，作为一个整体来对外安装，与其他组进行成排和成列的排列进行串联和并联的组合，便于管理和提高拆装效率。连接片安装于安装架的两端，良好的实现成组的锂电池进行并联；不同组的安装架上下安装，实现锂电池的串联；安装孔处进行螺钉的穿设定位上下不同组的安装架以及连接片整体，上下导通通过螺钉实现，电流经过螺钉来流动，安装孔周边的接片与金属本体相连接的部分朝向安装孔令电流流向最接近的螺钉；金属本体上若干安装孔处设置螺钉可以进行统一的电流集中流动，不同于原来从金属本体某处引出或多点引出时引出点处电流不均匀，整体提高电流流动的稳定性，减少能量流失。

附图说明

图1为本发明模块化锂电池的拼接结构的立体结构示意图。

图2为本发明的安装架、限位架以及连接片的立体结构爆炸图一。

图3为本发明的安装架、限位架以及连接片的立体结构爆炸图二。

图4为本发明的连接片的立体结构示意图。

图5为本发明的连接片增加裁断分割线后的立体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

如图1、2、3、4、5所示，为本发明模块化锂电池的拼接结构的一种具体实施例。该实施例包括成对设置的安装架A1，安装架A1上设置呈矩阵排列的容纳槽A2，容纳槽A2的槽底具有小于槽底整体的贯穿孔A3，一对安装架A1通过相对的容纳槽A2安装排布若干锂电池A8，锂电池A8两级与贯穿孔A3相对，一对安装架A1由上下穿设的紧固件安装为一体；安装架A1的外侧设置连接片B，连接片B包括金属本体B1，金属本体B1上设置有若干接片B2，金属本体B1具有与接片B2数量对应的若干镂空孔B3，接片B2从金属本体B1上延伸入镂空孔B3内进行设置；金属本体B1还设置有安装孔B4，位于安装孔B4周边的接片B2呈矩阵排列，该接片B2与金属本体B1相连接的部分朝向安装孔B4，接片B2伸入贯穿孔A3与锂电池A8接触配合，容纳槽A2的矩阵结构间设置有连接孔A4，安装孔B4与连接孔A4对应设置。

本发明在使用时，首先将若干锂电池A8插入一端安装架A1的容纳槽A2中，另一端再盖上另一个安装架A1，即可完成初步安装，装好的矩阵排列的锂电池A8之间具有较好的散热空间。然后可以通过紧固件将上下安装架A1装为一体，将其作为一个电池组；具体的如锂电池A8之间空隙的安装架A1上设置供紧固件穿设并定位的紧固孔C，紧固件从一侧紧固孔C穿过，到达另一侧紧固孔C再由相配合的零件定位安装，优选为螺栓螺母的配合结构；紧固孔C可以对称的设置一对进行左右位置的安装固定，整体结构较为简单稳定，不会影响成组的锂电池A8再与其他组进行成排和成列的排列进行串联和并联。上下两个安装架A1的底面设置连接片B，具体是金属本体B1上的接片B2伸入贯穿孔A3至锂电池A8端部进行导通；将不同的电池组进行上下对齐后，通过在安装架A1的连接孔A4处以及对应的安装孔B4处设置螺钉，进行上下两个电池组的固定连接，并且由导电的螺钉连通上下两个连接片B，实现两个电池组间的电池串联，与安装孔B4相邻的一圈接片B2，其与金属本体B1相连接的部分朝向安装孔B4，那在电流流动时会直接流向最近安装孔B4的螺钉处，从而在整体上实现电流的集中流动，不同于原来从金属本体B1某处引出或多点引出时引出点处电流不均匀，整体提高电流流动的稳定性，减少能量流失。对于整组锂电池A8都要并联的情况，可以如图的实施例一样设置一整片连接片B在结构上和电流流动上更加稳定，部分并联的情况可设置若干连接片B不相互干扰。可以将容纳槽A2的数量优选为如图所示的4*6的矩阵布置方式，相应的布置4*6的接片B2配合锂电池A8，并且可以根据需要布置2*2的六片、2*4的三片、2*6的两片连接片B，使用灵活。成组的安装架A1在安装排布若干锂电池A8后作为一个整体来对外安装，与其他组进行成排和成列的排列进行串联和并联的组合，便于管理和提高拆装效率。多组成排排列时可以采用4*4的连接片B方式，加上前面所述的连接片B布置方式，整体上具有很高的使用灵活性，可以根据需要并联锂电池A8来提供所需的电流大小；多组成列上下串联时，串联的锂电池A8来提供更大的电压。

作为一种改进的具体实施方式，安装架A1的四面侧边设置有卡棱A11和卡槽A12，安装架A1与安装架A1之间通过侧边相匹配的卡槽A12和卡棱A11相卡，扩展多组成对的安装架A1呈矩阵排列；安装架A1的四面侧边设置为其中相邻两边为卡棱A11，另外相邻两边为卡槽A12。以上结构提供了一种优化的成排安装配合方式，安装架A1并列的相互拼接，将多组安装为一体，可以在原来一组锂电池A8的基础上更好的添加模块化的锂电池A8组，并通过具体的连接片B之间的连接来形成串联或并联的连接方式，满足所应用的地方具体的电流和电压需求。一块安装架A1的卡棱A11滑动卡入另一块安装架A1的卡槽A12后，实现了除反向滑动方向外其他方向的定位，多组电池组安装成依次安装后能够形成牢固的一体。安装架A1采用一排一排依次安装，如以图3的安装架A1视角为例，卡槽A12位于其前方和右方，所有安装架A1都以这样的位置安装，先沿着右方安装多组完成第一排；安装第二排的第一个后，往右安装时左边和右边均为卡槽A12，即下一块安装的安装架A1其左边和下边的卡棱A11能够顺利卡入卡槽A12；按照以上顺序可以完成成矩阵的电池组拼接，便于组装使用，结构上整齐统一便于接线，体积可以设置的更小，可以更好的减小电池组在具体部件上的占用空间。

作为一种改进的具体实施方式，卡槽A12的朝向为容纳槽A2槽口端向贯穿孔A3一侧延伸，卡棱A11的朝向为与卡槽A12相匹配的由容纳槽A2槽口端向贯穿孔A3一侧延伸；卡棱A11和卡槽A12的截面为直角梯形。以上实施方式，安装架A1的安装方向即为由内向外安装，在该种情况下，可以先不将一个电池组安装成一体，不同组的上下安装架A1首先进行安装，安装完成后再将整体的上下安装架A1连同所有的锂电池A8进行安装，如此安装的安装架Al连成一片，上下限位后完全无法分离，使整体成排的电池组结构牢固，便于调整和安装。直角梯形为较为平稳，受力较为均匀的结构，侧边成排的卡棱A11和卡槽A12相卡后结构间牢固，不易产生松动，有利于产品的长期组合使用。

作为一种改进的具体实施方式，还包括有限位架A7，容纳槽A2的侧壁合围成位于连接孔A4周边用于容纳螺旋件的限位槽A6；限位架A7上设置有第一通孔A71和向一侧延伸的插块A72，当插块A72安装定位于限位槽A6内壁时限位架A7覆盖于限位槽A6槽口且第一通孔A71与限位槽A6槽口相对。该限位槽A6可以用来放置螺栓或者螺母，起到与周边结构隔离的作用；并且可以设置为螺母可以卡在限位槽A6中，便于螺栓在另一侧旋紧以及避免螺母掉出，方便安装和调试。限位架A7通过插块A72插装在限位槽A6槽口，用以限位螺母，起到方便螺栓安装以及防止螺母丢失的效果。并且可以令插块A72设置为可以压住限位槽A6中的螺母，便于螺栓旋紧到位和螺母位置稳定。螺母的大小无法从第一通孔A71掉出，而螺栓可以从第一通孔A71伸入，并且螺丝刀可以伸入第一通孔A71对螺栓和螺母进行旋紧。

作为一种改进的具体实施方式，限位架A7上设置的第一通孔A71和插块A72均为多组，多组第一通孔A71和插块A72对应配合多个限位槽A6，限位架A7还设置有多个供锂电池A8穿过的第二通孔A73，且限位架A7的外轮廓具有避让周边锂电池A8的让位凹口A74。如图2、3所示，限位架A7是一整片的架子结构，其安装好后为在安装架A1之中的配合结构，限位架A7设置出第二通孔A73供锂电池A8穿过，周边的让位凹口A74供周边锂电池A8通过；整体限位架A7由多组插块A72共同插在多组限位槽A6中，结构稳定性得到保障，限位架A7并由锂电池A8在周边制约不会产生松脱。

作为一种改进的具体实施方式，限位槽A6设置为立方体，与一个限位槽A6配合的插块A72设置为四个角形块状并在安装配合时卡于限位槽A6的四个角上。如图3所示，四个角形块状的插块A72插入立方体状的限位槽A6中，角形通过两个面来配合制约，且角形的插块A72具有更好的牢固性，与四角配合不易产生形变，保证了结构上的稳定性。

作为一种改进的具体实施方式，安装孔B4周边的接片B2为均匀排列的四个，金属本体B1上设置多个安装孔B4，所有接片B2对齐呈矩阵排列；安装孔B4设置为六个，其均匀排列为两行三列。如图4、5所示，与安装架A1的结构相适应，接片B2设置为一个安装孔B4对应周边四个接片B2，四个接片B2排列呈矩阵，令整块金属本体B1上形成呈矩阵排列的多组安装孔B4和接片B2，每组接片B2的电流流向其中心对应的安装孔B4，做到每组所覆盖的接片B2电流集中流动；整体上是统一化的布局结构，适应锂电池的排布，结构简单合理，便于制造和使用，便于组合成整齐统一的配合结构。安装孔B4设置为六个，其均匀排列为两行三列的设计样式，形成了4*6的接片B2形式，每四个接片B2对应一个安装孔B4，成为一个电流集中输出的单元。当要根据需要灵活使用连接片时，可以由如图5所示的分割线D将金属本体B1分隔使用，可以形成例如2*4或者4*4的接片B2形式，从而满足具体使用时并联的锂电池数量，满足不同的电流大小需求。

作为一种改进的具体实施方式，金属本体B1的周边设置有若干弧形缺口B5，弧形缺口B5设置于相邻安装孔B4之间的中间位置供金属本体B1裁断分割；金属本体B1内部还设置有若干与弧形缺口B5对齐供裁断分割的通孔B8。弧形缺口B5可以对应到金属本体B1裁断分割位置，在进行裁断分隔时作为工装的定位用、或作为较弱的位置为裁断产生便利；另一方面也可以在不裁断时作为定位位置进行安装，提高金属本体B1与安装架A1的配合效果。通孔B8与弧形缺口B5对应设置，产生与弧形缺口B5类似的功能；其也由于设置在金属本体B1内部，可以与安装孔B4对齐进行设置；在进行裁断分隔时作为工装的定位用、或作为较弱的位置为裁断产生便利；另一方面也可以在不裁断时作为定位位置进行安装，提高金属本体B1与安装架A1的配合效果。

作为一种改进的具体实施方式，接片B2和金属本体B1相连接的部分设置为窄片B7，窄片B7的宽度小于接片B2的宽度供熔断；窄片B7进行向下弯折设置，令接片B2的水平位置低于金属本体B1。接片B2本身是较宽大的片状金属，其与锂电池端部相抵接触，设置小于接片B2宽度的窄片B7来提高安全性，窄片B7处可以在电路出现问题时(如短路时)进行熔断断开结构上的导通，从而使锂电池的使用更安全，不易出现安全隐患。向下弯折的结构令接片B2可以更好的延伸向下，与将要接触配合的锂电池A8更好的相抵，确保正常配合导通。窄片B7弯折处也更有利于熔断，保证安全性能。

作为一种改进的具体实施方式，金属本体B1的周边设置有若干可弯折的定位片B6，安装架A1的底面周边设置有若干卡槽A5，当定位片B6向下弯折时可与卡槽A5配合定位；定位片B6在金属本体B1的周边均匀设置并与接片B2或安装孔B4整齐排列。如图所示，定位片B6可以选择性的进行弯折，一般状态可以是和金属本体B1平整的水平设置，将周边若干位置进行弯折，匹配上安装架A1上的卡槽A5，实现定位。具体可以根据需要将不同的定位片B6弯折，实现灵活使用。定位片B6对应着接片B2或安装孔B4的位置整齐排列，可以分别对各自靠近位置的接片B2或安装孔B4进行更好的定位；而当金属本体B1进行裁断分隔使用时，被分隔的金属本体B1上均有定位片B6对各自的结构进行定位，便于使用，便于安装孔B4与螺钉完成装配，便于上下结构完成安装。卡槽A5处可与定位片B6直接相卡，也可以仅是将定位片B6容纳于其中完成预定位，便于进一步的安装；卡槽A5根据周边容纳槽A2的排布设置在相邻两个容纳槽A2之间的外部位置处。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种模块化锂电池的拼接结构，其特征在于：包括成对设置的安装架（A1），所述安装架（A1）上设置呈矩阵排列的容纳槽（A2），所述容纳槽（A2）的槽底具有小于槽底整体的贯穿孔（A3），一对安装架（A1）通过相对的容纳槽（A2）安装排布若干锂电池（A8），锂电池（A8）两级与贯穿孔（A3）相对，一对安装架（A1）由上下穿设的紧固件安装为一体；所述安装架（A1）的外侧设置连接片（B），所述连接片（B）包括金属本体（B1），所述金属本体（B1）上设置有若干接片（B2），所述金属本体（B1）具有与接片（B2）数量对应的若干镂空孔（B3），所述接片（B2）从金属本体（B1）上延伸入镂空孔（B3）内进行设置；所述金属本体（B1）还设置有安装孔（B4），位于安装孔（B4）周边的接片（B2）呈矩阵排列，该接片（B2）与金属本体（B1）相连接的部分朝向安装孔（B4），接片（B2）伸入贯穿孔（A3）与锂电池（A8）接触配合，所述容纳槽（A2）的矩阵结构间设置有连接孔（A4），安装孔（B4）与连接孔（A4）对应设置；所述金属本体（B1）上的若干安装孔（B4）处设置螺钉；

所述安装架（A1）的四面侧边设置有卡棱（A11）和卡槽（A12），安装架（A1）与安装架（A1）之间通过侧边相匹配的卡槽（A12）和卡棱（A11）相卡，扩展多组成对的安装架（A1）呈矩阵排列；所述安装架（A1）的四面侧边设置为其中相邻两边为卡棱（A11），另外相邻两边为卡槽（A12）；

还包括有限位架（A7），所述容纳槽（A2）的侧壁合围成位于连接孔（A4）周边用于容纳螺旋件的限位槽（A6）；所述限位架（A7）上设置有第一通孔（A71）和向一侧延伸的插块（A72），当插块（A72）安装定位于限位槽（A6）内壁时限位架（A7）覆盖于限位槽（A6）槽口且第一通孔（A71）与限位槽（A6）槽口相对；

所述安装孔（B4）周边的接片（B2）为均匀排列的四个，所述金属本体（B1）上设置多个安装孔（B4），所有接片（B2）对齐呈矩阵排列；所述安装孔（B4）设置为六个，其均匀排列为两行三列。

2.根据权利要求1所述的一种模块化锂电池的拼接结构，其特征在于：所述卡槽（A12）的朝向为容纳槽（A2）槽口端向贯穿孔（A3）一侧延伸，所述卡棱（A11）的朝向为与卡槽（A12）相匹配的由容纳槽（A2）槽口端向贯穿孔（A3）一侧延伸；所述卡棱（A11）和卡槽（A12）的截面为直角梯形。

3.根据权利要求1所述的一种模块化锂电池的拼接结构，其特征在于：所述限位架（A7）上设置的第一通孔（A71）和插块（A72）均为多组，多组第一通孔（A71）和插块（A72）对应配合多个限位槽（A6），所述限位架（A7）还设置有多个供锂电池（A8）穿过的第二通孔（A73），且限位架（A7）的外轮廓具有避让周边锂电池（A8）的让位凹口（A74）。

4.根据权利要求1所述的一种模块化锂电池的拼接结构，其特征在于：所述限位槽（A6）设置为立方体，与一个限位槽（A6）配合的插块（A72）设置为四个角形块状并在安装配合时卡于限位槽（A6）的四个角上。

5.根据权利要求1所述的一种模块化锂电池的拼接结构，其特征在于：所述金属本体（B1）的周边设置有若干弧形缺口（B5），所述弧形缺口（B5）设置于相邻安装孔（B4）之间的中间位置供金属本体（B1）裁断分割；所述金属本体（B1）内部还设置有若干与弧形缺口（B5）对齐供裁断分割的通孔（B8）。

6.根据权利要求1所述的一种模块化锂电池的拼接结构，其特征在于：所述接片（B2）和金属本体（B1）相连接的部分设置为窄片（B7），所述窄片（B7）的宽度小于接片（B2）的宽度供熔断；所述窄片（B7）进行向下弯折设置，令接片（B2）的水平位置低于金属本体（B1）。

7.根据权利要求1或2所述的一种模块化锂电池的拼接结构，其特征在于：所述金属本体（B1）的周边设置有若干可弯折的定位片（B6），所述安装架（A1）的底面周边设置有若干卡槽（A5），当所述定位片（B6）向下弯折时可与卡槽（A5）配合定位；所述定位片（B6）在金属本体（B1）的周边均匀设置并与接片（B2）或安装孔（B4）整齐排列。