CN113517509A - 电池组及组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池组及组装方法，其中电池组包括呈圆柱状的四个电芯、第一支架和第二支架，第一支架的内侧形成有第一固定槽，第一支架的侧壁形成有多个卡槽；第二支架包括主体部，主体部的内侧形成有第二固定槽，主体部的边缘朝向第一支架延伸出四个连接臂，四个连接臂定义出截面大致呈正方形的电芯容纳空间，四个连接臂分别对应正方形各边的中部，连接臂包括位于其外侧的宽部和位于其内侧的窄部，窄部的自由端超出宽部且向外凸设有卡扣部，窄部深入相邻电芯的弧面之间形成的凹槽，窄部的自由端伸入第一固定槽，卡扣部卡扣在卡槽内。采用本发明能够提升电池组的抗跌落性能；并且电池组的组装工序简单，有利于提高生产效率。

Description

电池组及组装方法
技术领域
本发明涉及一种电池领域，尤其涉及一种电池组及组装方法。
背景技术
将多个电芯组合为一个电池组的现有方案，大多数为使用胶纸材料或热缩套管来将多个电芯固定，但通过这种方式组合形成的电池组抗跌落性能差，胶纸材料或热缩套管不能有效地保护电芯，并且这样的电池组结构生产工艺复杂，生产效率低，不利于实现电池组的自动化组装。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗跌落性能好且易于组装的电池组，有利于提高电池组的生产效率。
本发明的另一目的是提供一种电池组的组装方法，有利于提高电池组的生产效率。
为了实现上述目的，本发明公开了一种电池组，其包括呈圆柱状的四个电芯、第一支架和第二支架，四个所述电芯呈矩阵紧密排列；所述第一支架的内侧形成有套接四个所述电芯的一端的第一固定槽，所述第一支架的侧壁形成有多个卡槽；
所述第二支架包括主体部，所述主体部的内侧形成有套接四个所述电芯的第二固定槽，所述主体部的边缘朝向所述第一支架延伸出四个连接臂，四个所述连接臂定义出截面大致呈正方形的电芯容纳空间，四个所述连接臂分别对应正方形各边的中部，所述连接臂包括位于其外侧的宽部和位于其内侧的窄部，所述窄部的自由端超出所述宽部且向外凸设有卡扣部，所述窄部深入相邻所述电芯的弧面之间形成的凹槽，所述窄部的自由端伸入所述第一固定槽，所述卡扣部卡扣在所述卡槽内。
本发明通过设置第一支架和第二支架来固定和保护电芯，有利于提升电池组的结构稳定性和抗跌落性能，并且结构简单，能够减少电池组的生产成本。第二支架通过连接臂与第一支架卡合连接，组装工序简单，有利于提高电池组的生产效率。
可选地，所述窄部呈锥状。
可选地，所述宽部的自由端的端面形成台阶面，所述第一支架的侧壁支撑在各所述台阶面。
可选地，所述第一固定槽的底壁和所述第二固定槽的底壁分别设置有多个通孔，所述通孔处分别设置有导电片，所述导电片包括三个第一导电片和两个第二导电片；
其中，两个所述第一导电片盖设在所述电芯的一端面，另一所述第一导电片盖设在所述电芯的另一端面，且分别与相邻两所述电芯的电极电连接以使所有所述电芯串联，两个所述第二导电片分别与串联的所有所述电芯的总正极和总负极电连接。
可选地，所述第一支架或所述第二支架的一端形成有安装槽，所述通孔连通所述安装槽与所述第一固定槽或所述第二固定槽，所述安装槽设置有电池保护电路，所述电池保护电路与设置在同一端的所述导电片电连接，所述电池保护电路通过导电线与设置在远离所述安装槽的一端的所述导电片电连接。
可选地，两所述连接臂设有沿其延伸方向贯穿的导线槽，所述导线槽用于放置所述导电线；所述安装槽形成在所述第一支架，所述安装槽的底壁设有与所述第一固定槽连通的连接孔，所述连接孔与所述导线槽正对，所述导电线穿过所述连接孔与所述电池保护电路电连接。
可选地，所述电池保护电路设置在电路板上，所述电路板与所述安装槽的底壁之间贴设有第一绝缘片，所述电路板的与所述第一绝缘片相反的一侧贴设有第二绝缘片；远离所述电路板的一端的所述导电片上贴设有第三绝缘片。
可选地，所述安装槽的侧壁设置有缺口，所述缺口与对应的所述通孔连通，所述电池保护电路与所述导电片的连接点设置在所述电路板正对所述缺口的边缘位置，所述导电片经由所述缺口连接至所述连接点。
为了实现上述另一目的，本发明公开了一种电池组的组装方法，用于组装上述的电池组，所述组装方法包括：
将所述电芯放置在所述第二支架；
将所述第一支架卡扣在所述第二支架；
利用点焊夹具将所述导电片点焊至所述电芯的两端面；
将所述第一绝缘片贴设于所述安装槽的底壁；
将所述电路板贴设于所述第一绝缘片上；
将所述第二绝缘片贴设于所述电路板上；
将所述第三绝缘片贴设于远离所述电路板的一端的所述导电片上。
本发明用于固定电芯的第一支架和第二支架通过卡合固定连接，组装工序简单，并且焊接导电片和电芯时借助点焊夹具来进行辅助，有利于提高电池组的生产效率，配合自动化设备进行生产，有利于实现电池组的自动化组装。贴设的绝缘片和电路板能够有效地保护电芯，有利于提升电池组的稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例电池组的结构示意图。
图2为本发明实施例电池组的分解结构示意图。
图3为本发明实施例中第一支架和第二支架的分解结构示意图。
图4为本发明实施例中第二支架、导电片、绝缘纸以及电路板的分解结构示意图。
图5为本发明实施例中电池保护电路的结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1至图4，本发明公开了一种电池组100，其特征在于，包括呈圆柱状的四个电芯2、第一支架11和第二支架12；
四个电芯2呈矩阵紧密排列；
第一支架11的内侧形成有套接四个电芯2的一端的第一固定槽131，第一支架11的侧壁形成有多个卡槽111；
第二支架12包括主体部121，主体部121的内侧形成有套接四个电芯2的第二固定槽132，主体部121的边缘朝向第一支架11延伸出四个连接臂14，四个连接臂14定义出截面大致呈正方形的电芯2容纳空间，四个连接臂14分别对应正方形各边的中部，连接臂14包括位于其外侧的宽部141和位于其内侧的窄部142，窄部142的自由端超出宽部141且向外凸设有卡扣部143，窄部142深入相邻电芯2的弧面之间形成的凹槽20，窄部142的自由端伸入第一固定槽131，卡扣部143卡扣在卡槽111内。
本发明通过设置第一支架11和第二支架12来固定和保护电芯2，有利于提升电池组100的结构稳定性和抗跌落性能，并且结构简单，能够减少电池组100的生产成本。第二支架12通过连接臂14与第一支架11卡合连接，组装工序简单，有利于提高电池组100的生产效率。
具体地，本发明电池组100适用于扫地机和扫地机器人等电子设备。
参阅图2和图3，优选地，窄部142呈锥状，窄部142与相邻两电芯2紧密贴合，有利于提升电池组100的结构稳定性。
参阅图2和图3，优选地，宽部141的自由端的端面形成台阶面144，第一支架11的侧壁支撑在各台阶面144，有利于提升第一支架11和第二支架12卡合连接的稳定性。
参阅图2至图4，第一固定槽131的底壁和第二固定槽132的底壁分别设置有多个通孔130，通孔130分别设置有导电片3，导电片3包括三个第一导电片31和两个第二导电片32；其中，两个第一导电片31盖设在电芯2的一端面，另一第一导电片31盖设在电芯2的另一端面，且分别与相邻两电芯2的电极电连接以使所有电芯2串联，两个第二导电片32分别与串联的所有电芯2的总正极和总负极电连接。
在本实施例中，导电片3为镍片，相邻两电芯2相反地设置，以便于利用导电片3将四个电芯2串联。通孔130的形状与导电片3相匹配，使得导电片3与电芯2之间配合得更紧密。
参阅图2至图4，第一支架11或第二支架12的一端形成有安装槽15，通孔130连通安装槽15与第一固定槽131或第二固定槽132，安装槽15设置有电池保护电路，电池保护电路与设置在同一端的导电片3电连接，电池保护电路通过导电线4与设置在远离安装槽15的一端的导电片3电连接。在本实施例中，安装槽15设置在第一支架11的一端，通孔130连通安装槽15与第一固定槽131，但不限制于此。
优选地，两连接臂14设有沿其延伸方向贯穿的导线槽16，导线槽16用于放置导电线4；安装槽形成在第一支架，安装槽15的底壁设有与第一固定槽连通的连接孔17，连接孔17与导线槽16正对，导电线4穿过连接孔17与电池保护电路电连接。
参阅图2、图4和图5，电池保护电路包括第一电路保护芯片U1、第二电路保护芯片U2、第一场效应管Q4、第二场效应管Q5、第三场效应管Q3以及三端保险丝F1，第一电路保护芯片U1以及第二电路保护芯片U2用于检测串联的电芯2中相邻两电芯2的连接节点B1、B2、B3以及串联的电芯2的总正极B+和总负极B-的通电情况；
当第一电路保护芯片U1检测到电压过大的通电情况时，启动第二场效应管Q5的栅极，断开总负极B-与电池组100的外接负极P-的电连接，以断开电池组100的充电回路；若第一电路保护芯片U1不能及时工作，而第二电路保护芯片U2检测到电压过大的通电情况时，第二电路保护芯片U2则会启动第三场效应管Q3的栅极，将电池组100的外接正极P+的电流通过保险丝F1导通至总负极B-，保险丝F1因无法承受过大的电流而烧断，进而断开电池组100的充电回路，以起到双重保护的作用。
当电芯2处于过高温、过低温、欠压、过流或者短路时，第一电路保护芯片U1能够检测到这些异常并启动第一场效应管Q4的栅极，断开总负极B-与电池组100的外接负极P-的电连接，以断开放电回路；而电池组100发生短路，第一电路保护芯片U1没能及时工作时，保险丝F1会及时地烧断，以保护电芯2。
参阅图2和图4，电池保护电路设置在电路板5上，电路板5与安装槽15的底壁之间贴设有第一绝缘片61，电路板5的与第一绝缘片61相反的一侧贴设有第二绝缘片62；远离电路板5的一端的导电片3上贴设有第三绝缘片63。
在本实施例中，第一绝缘片61为双面被胶绝缘纸，第二绝缘片62和第三绝缘片63为单面被胶绝缘纸，第一绝缘片61和第三绝缘片63的大小和形状与安装的位置相匹配，能够保护对应的导电片3，第二绝缘片62的形状和大小与电路板5相匹配，能够保护电路板5。
参阅图2至图4，安装槽15的侧壁设置有缺口151，缺口151与对应的通孔130连通，电池保护电路与导电片3的连接点51设置在电路板5正对着缺口151的边缘位置，导电片3经由缺口151连接至连接点51。
在本实施例中，导电片3包括连接部33和延伸部34，连接部33与电芯2的电极电连接，延伸部34穿过缺口151，并与正对着缺口151的连接点51电连接，借由连接点51以及缺口151的设置，使得电池组100的部件之间配合得更加紧密。
参阅图1至图4，本发明公开了一种电池组100的组装方法，用于组装上述电池组100，
组装方法包括：
(1)将电芯2放置在第二支架12；
(2)将第一支架11卡扣在第二支架12；
(3)利用点焊夹具(图未示)将导电片3点焊至电芯2的两端面；
(4)将第一绝缘片61贴设于安装槽15的底壁；
(5)将电路板5贴设于第一绝缘片61上；
(6)将第二绝缘片62贴设于电路板5上；
(7)将第三绝缘片63贴设于远离电路板5的一端的导电片3上。
本发明用于固定电芯2的第一支架11和第二支架12通过卡合固定连接，组装工序简单，并且焊接导电片3和电芯2时借助点焊夹具来进行辅助，有利于提高电池组100的生产效率，配合自动化设备进行生产，有利于实现电池组100的自动化组装。贴设的绝缘片和电路板5能够有效地保护电芯2，有利于提升电池组100的稳定性。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种电池组，其特征在于，包括：
呈圆柱状的四个电芯，四个所述电芯呈矩阵紧密排列；
第一支架，所述第一支架的内侧形成有套接四个所述电芯的一端的第一固定槽，所述第一支架的侧壁形成有多个卡槽；
第二支架，所述第二支架包括主体部，所述主体部的内侧形成有套接四个所述电芯的第二固定槽，所述主体部的边缘朝向所述第一支架延伸出四个连接臂，四个所述连接臂定义出截面大致呈正方形的电芯容纳空间，四个所述连接臂分别对应正方形各边的中部，所述连接臂包括位于其外侧的宽部和位于其内侧的窄部，所述窄部的自由端超出所述宽部且向外凸设有卡扣部，所述窄部深入相邻所述电芯的弧面之间形成的凹槽，所述窄部的自由端伸入所述第一固定槽，所述卡扣部卡扣在所述卡槽内。
2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述窄部呈锥状。
3.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述宽部的自由端的端面形成台阶面，所述第一支架的侧壁支撑在各所述台阶面。
4.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，
所述第一固定槽的底壁和所述第二固定槽的底壁分别设置有多个通孔，所述通孔处分别设置有导电片，所述导电片包括三个第一导电片和两个第二导电片；
其中，两个所述第一导电片盖设在所述电芯的一端面，另一所述第一导电片盖设在所述电芯的另一端面，且分别与相邻两所述电芯的电极电连接以使所有所述电芯串联，两个所述第二导电片分别与串联的所有所述电芯的总正极和总负极电连接。
5.根据权利要求4所述的电池组，其特征在于，所述第一支架或所述第二支架的一端形成有安装槽，所述通孔连通所述安装槽与所述第一固定槽或所述第二固定槽，所述安装槽设置有电池保护电路，所述电池保护电路与设置在同一端的所述导电片电连接，所述电池保护电路通过导电线与设置在远离所述安装槽的一端的所述导电片电连接。
6.根据权利要求5所述的电池组，其特征在于，两所述连接臂设有沿其延伸方向贯穿的导线槽，所述导线槽用于放置所述导电线；所述安装槽形成在所述第一支架，所述安装槽的底壁设有与所述第一固定槽连通的连接孔，所述连接孔与所述导线槽正对，所述导电线穿过所述连接孔与所述电池保护电路电连接。
7.根据权利要求5所述的电池组，其特征在于，所述电池保护电路设置在电路板上，所述电路板与所述安装槽的底壁之间贴设有第一绝缘片，所述电路板的与所述第一绝缘片相反的一侧贴设有第二绝缘片；远离所述电路板的一端的所述导电片上贴设有第三绝缘片。
8.根据权利要求7所述的电池组，其特征在于，所述安装槽的侧壁设置有缺口，所述缺口与对应的所述通孔连通，所述电池保护电路与所述导电片的连接点设置在所述电路板正对所述缺口的边缘位置，所述导电片经由所述缺口连接至所述连接点。
9.一种电池组的组装方法，用于组装如权利要求7所述的电池组，其特征在于，所述组装方法包括：
将所述电芯放置在所述第二支架；
将所述第一支架卡扣在所述第二支架；
利用点焊夹具将所述导电片点焊至所述电芯的两端面；
将所述第一绝缘片贴设于所述安装槽的底壁；
将所述电路板贴设于所述第一绝缘片上；
将所述第二绝缘片贴设于所述电路板上；
将所述第三绝缘片贴设于远离所述电路板的一端的所述导电片上。
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