CN111162347A - 一种电池固定装置和固定模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池固定装置和固定模组，电池固定装置包括后盖和可供多个电芯置入的支架，后盖上端和下端均设有多个用于固定电芯并使相邻电芯之间保持间隙的限位槽，支架上设有多个用于与另一电池固定装置的支架相互固定的固定孔；本发明提供的电池固定装置通过设置固定电芯并留有空隙的限位槽，使上下电芯之间不直接堆叠，也使左右电芯之间空隙增加，增加了单体电芯之间的空隙，进而解决了电芯间的散热问题，同时增加的间隙也解决了电芯膨胀问题，减少了因电芯膨胀空间不够而导致电芯提前开启防爆阀的可能，提高了电芯的安全性和使用寿命，此外，支架上的多个固定孔使电池固定装置组装成的电池固定模组为可拆卸模组。

Description

一种电池固定装置和固定模组

技术领域

本发明属于通信储能备电应用技术领域，具体涉及一种电池固定装置和固定模组。

背景技术

随着新能源汽车产业以及其他相关产业的发展，锂电池的使用越来越广泛，对电池组的结构要求也越来越高。而锂电池的成组的可靠性直接影响到锂电池的使用寿命以及安全性能，在大量锂电池工作的情况下，散热就成为了很关键的影响电池性能的重要因素，传统电池模组的封装通常为紧密型，以使空间利用率达到最高，但在散热方面考虑的较少。

例如，方形铝壳电芯成组时一般通过串并联方式组合成模组，再在模组外封装外壳，当前方形铝壳电芯成组方式，一般采用的是简单的堆叠形式，即电芯与电芯之间直接通过电芯外壳(铝壳)直接接触。这种成组方式存在以下问题：不利于电池模组和电芯的热管理，随着电芯充、放电的时间增加，电池模组和电芯的温度越来越高却无法有效散热，在一定程度上降低了电芯的使用寿命并造成了安全隐患；经长期使用后，电池模组内的电芯会发生膨胀并相互挤压，当上层多个电芯叠加在下层电芯时，因上层电芯的对下层电芯的重力作用，使得下层电芯自身的膨胀应力难以得到有效释放，造成电芯提前开启防爆阀，从而引起安全事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池固定装置和固定模组，以解决现有技术中电芯无法有效散热的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种电池固定装置，包括后盖和可供多个电芯置入的支架，所述后盖上端和下端均设有多个用于固定所述电芯并使相邻所述电芯之间保持间隙的限位槽；

所述支架上设有多个用于与另一所述电池固定装置的支架相互固定的固定孔。

进一步地，所述固定孔包括开设于所述支架端面上端的第一孔，以及用于与另一所述电池固定装置的支架上的所述第一孔相互固定的第二孔。

进一步地，所述支架端面下端设有垂直于所述支架端面的第一凸块和第二凸块，所述固定孔包括设置于所述第一凸块上的第三孔以及设置于所述第二凸块上的第四孔，所述第三孔、所述第四孔共轴线。

进一步地，所述支架的两侧板和所述后盖均设有多个散热孔。

进一步地，所述支架端面中部设有多个防爆阀口，所述防爆阀口上方和下方均设有电芯出线孔，所述支架的两侧板中部设有卡线槽。

进一步地，所述支架上设有用于固定绝缘板的凸起组件，所述支架的两侧板上设有用于与另一所述电池固定装置的支架相互固定的卡扣组件。

一种电池固定模组，包括多个如上述所述的一种电池固定装置，多个所述电池固定装置通过所述固定孔相互固定。

进一步地，还包括开设于所述支架端面上的第一孔和第二孔，以及用于连接所述第一孔和所述第二孔的固定片。

进一步地，还包括开设于所述支架端面下端第一凸块上的第三孔和第二凸块上的第四孔，以及用于连接所述第三孔和所述第四孔的螺柱。

进一步地，还包括多个用于固定所述电池固定装置的固定挡板。

一种电池模组，包括多个电芯、一个或多个如上述所述的一种电池固定装置。

本发明提供的一种电池固定装置和固定模组的有益效果在于：

电池固定装置包括后盖和可供多个电芯置入的支架，后盖上端和下端均设有多个用于固定电芯并使相邻电芯之间保持间隙的限位槽，支架上设有多个用于与另一电池固定装置的支架相互固定的固定孔；本发明提供的电池固定装置通过设置固定电芯并留有空隙的限位槽，使上下电芯之间不直接堆叠，也使左右电芯之间空隙增加，增加了单体电芯之间的空隙，进而解决了电芯间的散热问题，同时增加的间隙也解决了电芯膨胀问题，减少了因电芯膨胀空间不够而导致电芯提前开启防爆阀的可能，提高了电芯的安全性和使用寿命，此外，支架上具有用于与其他电池固定装置的支架固定的固定孔使成组后的电池模组为可拆卸模组，方便拆除并进行更换出现故障的某个固定装置甚至是电芯，减少了故障部分对整个电池模组的影响，更换简单方便且经济实用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电池固定装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所述支架的结构示意图；

图3为本发明实施例所述支架的侧视图和主视图；

图4为本发明实施例提供的电池固定模组的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的电池固定模组的组装结构示意图；

图6为本发明实施例提供的电池固定模组的另一组装结构示意图；

图7为本发明实施例提供的电池模组的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1-支架；2-电芯；3-限位槽；4-后盖；5-散热孔；6-防爆阀口；7-电芯出线孔；8-卡线槽；9-第一孔；10-第二孔；11-第一凸块；12-第二凸块；13-凸起组件；14-卡扣组件；15-侧板固定孔；

16-固定片；17-螺柱；18-固定挡板；19-绝缘板。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，本实施例提供一种电池固定装置，现对本实施例提供的电池固定装置进行说明。所述电池固定装置，包括后盖4和可供多个电芯2置入的支架1，所述后盖4上端和下端均设有多个用于固定所述电芯2并使相邻所述电芯2之间保持间隙的限位槽3；所述支架1上设有多个用于与另一所述电池固定装置的支架1相互固定的固定孔。本实施例中的电芯以锂电池方形电芯为例进行说明，一种电池固定装置以锂电池固定装置为例进行说明。

本实施例中提供的电池固定装置，通过在后盖4上端和下端设置限制限位槽3，对装入支架1后的电芯的位置进行排布固定，能够将电芯均匀的卡在支架1内，并使相邻电芯之间都留有一定的空隙，该电池固定装置增加了电芯之间排布间隙，解决了电池固定装置内电芯之间的散热和膨胀问题，减少了高温环境下锂电池工作所带来的不利影响，提高电芯成组后的安全性；而支架1上设有多个用于与其他电池固定装置的支架1相互固定的固定孔，则可使多个电池固定装置通过固定孔和固定件进行固定，以组成可拆卸的电池固定模组。

本实施例中提供的电池固定装置，与现有技术相比，通过设置固定电芯并留有空隙的限位槽3，使上下电芯之间不直接堆叠，也使左右电芯之间空隙增加，增加了单体电芯之间的空隙，进而解决了电芯间的散热问题，同时增加的间隙也解决了电芯膨胀问题，减少了因电芯膨胀空间不够而导致电芯提前开启防爆阀的可能，提高了电芯的安全性和使用寿命，此外，支架1上具有用于与其他电池固定装置的支架1固定的固定孔使成组后的电池模组为可拆卸模组，方便拆除并进行更换出现故障的某个固定装置甚至是电芯，减少了故障部分对整个电池模组的影响，更换简单方便且经济实用。

进一步地，请一并参阅图2和图3，作为本实施例提供的电池固定装置的一种具体实施方式，所述支架1的两侧板和所述后盖4均设有多个散热孔5。

本实施例中提供的电池固定装置，支架1的两侧板和后盖4设有多个散热孔5，该多个散热孔5均为根据电池固定装置的特性以及开孔大小进行应力分析后所开设的散热孔5。电池固定装置在经过应力分析后进行合理开设散热孔 5，在保证结构强度的基础上，还有利电芯之间的散热。

例如，该电池固定装置的材质为塑胶材料，电芯为方形电芯，在开设散热孔5的电池固定装置内部放置多个方形电芯后，对放入方形电芯后的电池固定装置模型进行限元模型分析，根据电池固定装置的材料、结构、厚度，以及开孔大小、数量等，采用热分析软件对电池固定装置模型进行应力分析，若电池固定装置支架1、后盖4的最大等效应力均未达到塑胶材料的屈服极限，则开设散热孔5的电池固定装置的强度满足要求。

本实施例提供的电池固定装置，通过在支架1的两侧板和后盖4设置多个散热孔5，增加了电池固定装置内电芯的散热效果，进一步解决电芯之间的散热和膨胀问题，提高电芯成组后的安全性，减少了高温环境下锂电池工作所带来的不利影响。

进一步地，请一并参阅图2和图3，作为本实施例提供的电池固定装置的一种具体实施方式，所述支架1端面中部设有多个防爆阀口6，所述防爆阀口6 上方和下方均设有电芯出线孔7，所述支架1的两侧板中部设有卡线槽8。

本实施例中提供的电池固定装置，通过在支架1端面中部设置多个防爆阀口6，进一步在电芯之间增加了膨胀和散热空间，解决电芯在工作过程中的膨胀问题，为电芯的膨胀提供了应力释放缓冲的空间，防止电芯提前开启防爆阀，造成更大安全隐患；通过在支架1端面中部防爆阀口6的上下方设置电芯出线孔7并在支架1的两侧板中部设置卡线槽8，方便对电芯成组后的线路进行合理排布，使电池固定装置内的线路排布整洁美观，也进一步减少了线路扎乱导致的电芯散热空间不足的问题。

进一步地，请一并参阅图2和图3，作为本实施例提供的电池固定装置的一种具体实施方式，所述固定孔包括开设于所述支架1端面上端的第一孔9，以及用于与另一所述电池固定装置的支架1上的所述第一孔9相互固定的第二孔10。

本实施例中提供的电池固定装置，两个电池固定装置的支架1并排设置，一个电池固定装置的支架1的第一孔9对应另一电池固定装置的支架1的第二孔10，这两个固定孔通过固定件来实现电池固定装置的相互固定，具体固定方式可由多种结构实现，例如，设置一固定片和两螺钉，两螺钉同时将固定片与一个电池固定装置的支架1的第一孔9、另一电池固定装置的支架1的第二孔 10相互固定；或者，设置一连接杆，连接杆两端具有两螺杆，分别旋入一个电池固定装置的支架1的第一孔9、另一电池固定装置的支架1的第二孔10，实现两个支架1之间的相互固定，从而实现两个电池固定装置之间的相互固定。

本实施例中提供的电池固定装置，通过在支架1上设置第一孔9和与另一所述电池固定装置的支架1上的所述第一孔9相互固定的第二孔10，以便后续通过固定件来实现两个或两个以上与电池固定装置的相互固定，使用该电池固定装置和电芯组装成组后的电池模组具有方便拆卸的特性，当电池模组中部分电池固定装置甚至是电芯出现故障时，方便拆除并进行更换出现故障的电池固定装置或电芯，减少了故障部分对整个电池模组的影响，更换简单方便且经济实用。

进一步地，请一并参阅图2和图3，作为本实施例提供的电池固定装置的一种具体实施方式，所述支架1端面下端设有垂直于所述支架1端面的第一凸块11和第二凸块12，所述固定孔包括设置于所述第一凸块11上的第三孔以及设置于所述第二凸块12上的第四孔，所述第三孔、所述第四孔共轴线。

本实施例中提供的电池固定装置，两个电池固定装置的支架1并排设置后，一个电池固定装置的支架1的第一凸块11对应紧贴另一电池固定装置的支架1 的第二凸块12，由于第三孔和第四孔共轴线，可以通过螺柱、铆钉等固定件穿过两个孔将二者相互固定，实现两个支架1之间的相互固定，从而实现两个电池固定装置之间的相互固定。

本实施例中提供的电池固定装置，通过在支架1端面下端设置垂直于支架 1端面的第一凸块11和第二凸块12，进而在第一凸块11和第二凸块12上分别设置共轴线的第三孔和第四孔，以便后续通过固定件来实现两个或两个以上与电池固定装置的相互固定，使用该电池固定装置和电芯组装成组后的电池模组具有方便拆卸的特性，当电池模组中部分电池固定装置甚至是电芯出现故障时，方便拆除并进行更换出现故障的电池固定装置或电芯，减少了故障部分对整个电池模组的影响，更换简单方便且经济实用；此外，由于第一孔9和第二孔10 设置在支架1端面上端，第三孔和第四孔设置在支架1端面下端，使得相互固定的多个电池固定装置的稳定性进一步提升，进而使得在电池固定装置和电芯组装成组后的电池模组在可拆卸组装的基础上，其结构稳定性进一步提升。

进一步地，请一并参阅图2和图3，作为本实施例提供的电池固定装置的一种具体实施方式，所述支架1上设有用于固定绝缘板的凸起组件13，所述支架1的两侧板上设有用于与另一所述电池固定装置的支架1相互固定的卡扣组件14。

本实施例中提供的电池固定装置，设置在支架1上用于固定绝缘板的凸起组件13包括上凸起件和下凸起件，其中，上凸起件设置支架1端面上端并垂直向下活动凸起，下凸起件设置支架1端面下端并垂直向上活动凸起，绝缘板可卡在上下凸起件内，对电池固定装置内的电芯以及线路进行绝缘，提高电芯成组后的电池模组的安全性。

本实施例中提供的电池固定装置，支架1的两侧板上设置的用于与另一电池固定装置的支架1相互固定的卡扣组件14，其中，卡扣组件14包括第一卡扣组件14和第二卡扣组件14，在电芯成组过程中，先通过卡扣组件14将两个电池固定装置初步固定，便于后续将两个电池固定装置通过多个固定孔进行固定，提高电池固定装置之间组装的效率和便捷性。

请一并参阅图4至图7，本实施例提供一种电池固定模组，现对本实施例提供的电池固定模组进行说明。所述电池固定模组，包括多个如上述实施例中所述的一种电池固定装置，多个所述电池固定装置通过所述固定孔相互固定。

进一步地，请一并参阅图4和图5，作为本实施例提供的电池固定模组的一种具体实施方式，所述电池固定模组还包括开设于所述支架1端面上的第一孔9和第二孔10，以及用于连接所述第一孔9和所述第二孔10的固定片16。

本实施例中提供的电池固定模组，至少包括两个电池固定装置，两个电池固定装置的支架1并排设置，一个电池固定装置的支架1的第一孔9对应另一电池固定装置的支架1的第二孔10，这两个固定孔通过设置固定片16和螺丝组件来实现电池固定装置的相互固定。例如，设置一固定片16和两螺钉，两螺钉同时将固定片16与一个电池固定装置的支架1的第一孔9、另一电池固定装置的支架1的第二孔10相互固定，实现两个电池固定装置之间的相互固定，从而实现至少包括两个电池固定装置在内的电池固定模组结构的紧密性和稳定性。

进一步地，请参阅图5，作为本实施例提供的电池固定模组的一种具体实施方式，所述电池固定模组还包括开设于所述支架1端面下端第一凸块11上的第三孔和第二凸块12上的第四孔，以及用于连接所述第三孔和所述第四孔的螺柱17。

本实施例中提供的电池固定模组，至少包括两个电池固定装置，两个电池固定装置的支架1并排设置后，一个电池固定装置的支架1的第一凸块11对应紧贴另一电池固定装置的支架1的第二凸块12，其中，第一凸块11上的第三孔和第二凸块12上的第四孔共轴线，并可以通过螺柱17穿过两个孔将二者相互固定，实现两个电池固定装置之间的相互固定，从而实现至少包括两个电池固定装置在内的电池固定模组结构的紧密性和稳定性；由于第一孔9和第二孔 10设置在电池固定装置支架1端面上端，第三孔和第四孔设置在电池固定装置支架1端面下端，使得相互固定的多个电池固定装置的稳定性进一步提升，进而使得在电池固定装置和电芯组装成组后的电池模组在可拆卸组装的基础上，其结构稳定性进一步提升。

此外，由于电池固定模组由多个电池固定装置组成，使得电池固定模组为以电池固定装置的基本模块的模块化设计模组，安装灵活，组合便捷多样，且占用空间小，极大地提升了电池模组的结构紧凑性，适用于多种模组排列方式，进而适应不同外壳尺寸的要求，在同等电池能量的情况下能够实现电池模组的轻量化。

进一步地，请参阅图6，作为本实施例提供的电池固定模组的一种具体实施方式，所述电池固定模组还包括多个用于固定所述电池固定装置的固定挡板 18。其中，所述电池固定装置的支架侧板还设有侧板固定孔15，所述固定挡板通过侧板固定孔15固定于所述电池固定装置的支架侧板。

由于电池固定装置的支架1近在支架1端面上具有多个固定孔，组成电池固定模组的电池固定装置只可以进行横向组合，本实施例中提供的电池固定模组，通过增加多个固定在电池固定装置侧板的固定挡板18，可以对电池固定装置的进行纵向组合，以实现电池固定模组可多种方式的组装，使得电池固定模组适用于多种模组排列方式，进而适应不同外壳尺寸的要求，在同等电池能量的情况下能够实现电池模组的轻量化。

例如，电池固定装置的支架侧板上设有侧板固定孔15，电池固定模组至少包括四个电池固定装置、两个固定挡板18和两个绝缘板19，在将电芯装入电池固定装置，并将两个电池固定装置通过固定孔相互固定后，首先通过卡扣组件14将两个电池固定装置相互卡住起到初步的定位作用，然后进一步通过固定孔与固定件将两个电池固定装置相互锁付，此后将四个两个电池固定装置按照一定方式堆叠整好以后，分别将两个固定挡板18放置在四个电池固定装置的两侧，通过侧板固定孔15和螺丝组件将四个电池固定装置再次固定到一起，并且固定挡板18上还留有过线孔，可以是电池固定模组中的线路通过，最后，绝缘板19可卡在电池固定装置上下凸起件内，对电池固定模组进行绝缘保护。

本实施例中提供的电池固定模组，通过固定挡板18将多个电池固定装置固定在一起，以形成一个结构稳定的电池固定模组，如图6和图7所示，既能满足电芯横向安装的堆叠形式，也能满足电芯竖装的安装方式，使得电池固定模组适用于多种模组排列方式，进而适应不同外壳尺寸的要求，在同等电池能量的情况下能够实现电池模组的轻量化。

请参阅图7，本实施例还提供一种电池模组，现对本实施例提供的电池模组进行说明。所述电池模组，包括多个电芯、一个或多个如上述实施例中所述的一种电池固定装置1。本实施例中的电池模组与上述实施例所述的电池固定装置和电池固定模组一一对应，在此不再赘述。

本发明所述的电池固定装置和电池固定模组的工作原理：该电池固定装置为一种可拆卸可灵活变换安装方式的电池固定模组单元装置，该电池固定装置包括支架1、后盖4、限位槽3和固定孔，该支架1内部留有间隙，后盖4上设有限位槽3，能够将电芯均匀的卡在该电池固定装置内，增加了电芯之间排布间隙，解决电芯间散热问题，提高电芯成组后的安全性；支架1端面上还设置有增加空隙的散热孔5、防爆阀扣，提高电芯线路整洁美观度的出线孔7、卡线槽8，以及能够卡入绝缘板19的凸起组件13；支架1端面设有多个固定孔，便于后续通过固定片16和螺丝组件将至少两个电池固定装置进行紧固，支架侧板上还设有卡扣组件14和侧板固定孔15，便于在将电池固定装置组装为电池固定模组过程中，通过卡扣组件14将电池固定装置通过卡扣方式进行限位和固定，并通过侧板固定孔15和固定挡板18对成组的电池固定模组进行进一步紧固。由本发明提供的电池固定装置组成的电池固定模组，电芯以及电池固定装置可拆卸可灵活转变拼装，并且电芯间留有间隙，在保证模组紧固性的基础上还便于电芯之间的散热，既能满足电芯横向安装的堆叠形式，也能满足电芯竖装的安装方式，使得电池固定模组适用于多种模组排列方式，进而适应不同外壳尺寸的要求，在同等电池能量的情况下能够实现电池模组的轻量化。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池固定装置，其特征在于，包括后盖和可供多个电芯置入的支架，所述后盖上端和下端均设有多个用于固定所述电芯并使相邻所述电芯之间保持间隙的限位槽；

所述支架上设有多个用于与另一所述电池固定装置的支架相互固定的固定孔。

2.如权利要求1所述的电池固定装置，其特征在于，所述固定孔包括开设于所述支架端面上端的第一孔，以及用于与另一所述电池固定装置的支架上的所述第一孔相互固定的第二孔。

3.如权利要求2所述的电池固定装置，其特征在于，所述支架端面下端设有垂直于所述支架端面的第一凸块和第二凸块，所述固定孔包括设置于所述第一凸块上的第三孔以及设置于所述第二凸块上的第四孔，所述第三孔、所述第四孔共轴线。

4.如权利要求3所述的电池固定装置，其特征在于，所述支架的两侧板和所述后盖均设有多个散热孔。

5.如权利要求1-4任一项所述的电池固定装置，其特征在于，所述支架端面中部设有多个防爆阀口，所述防爆阀口上方和下方均设有电芯出线孔，所述支架的两侧板中部设有卡线槽。

6.如权利要求5所述的电池固定装置，其特征在于，所述支架上设有用于固定绝缘板的凸起组件，所述支架的两侧板上设有用于与另一所述电池固定装置的支架相互固定的卡扣组件。

7.一种电池固定模组，其特征在于，包括多个如权利要求1至6任一项所述的一种电池固定装置，多个所述电池固定装置通过所述固定孔相互固定。

8.如权利要求7所述的电池固定模组，其特征在于，还包括开设于所述支架端面上的第一孔和第二孔，以及用于连接所述第一孔和所述第二孔的固定片。

9.如权利要求8所述的电池固定模组，其特征在于，还包括开设于所述支架端面下端第一凸块上的第三孔和第二凸块上的第四孔，以及用于连接所述第三孔和所述第四孔的螺柱。

10.如权利要求9所述的电池固定模组，其特征在于，还包括多个用于固定所述电池固定装置的固定挡板。

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