CN113948806A - 一种电池包结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池包结构，涉及电池包技术领域，包括壳体，设置在壳体内部的电芯和电路板，电池包结构还包括支撑骨架，支撑骨架用于电芯和电路板的安装定位；支撑骨架相对于电芯的正负极分别设有第一卡口和第二卡口；第一电连接器，其布置在第一卡口处，并且将电芯正负极的一端连接到电路板；第二电连接器，其布置在第二卡口处，并且将电芯正负极的另一端连接到电路板；第三电连接器，其设置在电路板的一端，第三电连接器被配置为电连接到用电设备；电池包结构还包括支撑骨架，支撑骨架用于安装并固定电芯和电路板；同时采用紧凑的结构设计，大大减小了整个电池包的体积，使得电池包的适用范围更广。

Description

一种电池包结构

技术领域

本发明涉及电池包技术领域，尤其是一种电池包结构。

背景技术

为了提高电动工具的通用性，使电动工具的工作范围不受插座位置的限制，市场上很多电动工具都采用电池包供电的方式。电动工具具有携带方便、操作简单、功能多样等特点，可以大大减轻劳动强度，提高工作效率，实现手工操作机械化，因而被广泛应用于建筑、住房装潢、汽车、机械、电力、桥梁、园艺等领域，并大量进入家庭。对于电动工具来说，电池包的合适与否以及装配是否牢固的问题对电动工具来说至关重要，现有的电动工具电池包安装装置一般都是直接固定在电动工具上，因此不能的方便的更换电池包，同时，由于由于电池包体积较大，结构复杂，充放电使用都不够方便，不方便作为移动电源使用。

发明内容

一、要解决的技术问题

本发明是针对现有技术所存在的上述缺陷，特提出一种电池包结构，解决现有电池包结构复杂，体积较大的问题。

二、技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种电池包结构，包括壳体，设置在壳体内部的电芯和电路板，电池包结构还包括支撑骨架，支撑骨架用于电芯和电路板的安装定位；

支撑骨架相对于电芯的正负极分别设有第一卡口和第二卡口；

第一电连接器，其布置在第一卡口处，并且将电芯正负极的一端连接到电路板；

第二电连接器，其布置在第二卡口处，并且将电芯正负极的另一端连接到电路板；

第三电连接器，其设置在电路板的一端，第三电连接器被配置为电连接到用电设备，使得来自电芯的电力可以通过第三电连接器提供给用电设备。

其中，电池包还包括布置在电路板一端的第四电连接器，第四电连接器被配置为可连接至充电源，从而通过第四电连接器可以向电芯提供电荷。

其中，第四电连接器适于双向充放电。

其中，电路板间隔支撑于支撑骨架上。

其中，支撑骨架对应电芯弧形表面的安装槽位置处设有定位凹槽，第一电连接器和第二电连接器分别对应连接于第一卡口和第二卡口处的电芯两端；并折弯延伸后贯穿支撑骨架连接于电路板，折弯延伸段定位于定位凹槽内。

其中，电路板与支撑骨架之间的间距为H，H≤2mm。

其中，支撑骨架底部两侧设有若干伸出的支撑卡块和卡接扣板，支撑卡块用于将电路板与支撑骨架间隔开，卡接扣板用于将电路板与支撑骨架扣紧固定。

其中，电路板宽度为Y，电芯直径为D，Y≤0.95D。

其中，电路板宽度Y为20mm，电芯直径D为21mm。

其中，电路板长度方向的两端分别靠近电芯的正负极两端，电路板两端与电芯的正负极两端分别设有间距L1和L2；L1≤5mm，L2≤5mm。

其中，电芯长度为L3，电池包的长度为L4，L4≤1.3L3。

其中，电芯长度为70mm，电池包的长度为82mm。

其中，电芯直径为D，电池包高度为M，M≤1.8D。

其中，电芯直径为21mm，电池包高度为36mm。

一种电池包结构包括壳体，设置在壳体内部的电芯和电路板，电池包结构还包括支撑骨架，支撑骨架用于电芯和电路板的安装定位；

支撑骨架沿着电芯的轴线方向设有安装槽，并于电芯的端极两侧分别设有限位板，安装槽与电芯的弧形表面相对应，并且安装槽长度与电芯长度基本一致。

其中，壳体与安装槽相对的一侧呈弧形状，其弧形面与电芯外表面相适应，弧形面与安装槽，及限位板组合形成电芯定位区域。

三、有益效果

与现有技术相比，本发明的电池包结构通过采用单电芯的电池包结构设计，使得电池包结构更加简单，体积更加小巧，

通过采用紧凑的结构设计，大大减小了整个电池包的体积，使得电池包的适用范围更广，不仅包括无绳类手持电动工具，还包括园林工具，无绳吸尘器，直流空压机等采用二次电池作为动力源的动力作业设备；

进一步，通过支撑骨架的设置，将电芯等电池包内部结构紧密并且可靠的固定安装，具体来说，通过安装槽、限位板、以及壳体形成的腔体将电芯有效的固定；通过两个卡口以及定位凹槽的设置，实现第一电连接器和第二电连接器的固定。

附图说明

图1为本发明电池包结构的立体图；

图2为本发明电池包结构的爆炸图1；

图3为本发明电池包结构的爆炸图2；

图4为本发明电路板的结构图；

图5为本发明的剖视图；

图6为本发明的向视图；

图7为本发明支撑骨架的立体图；

图中：1为壳体；2为电芯；3为电路板；4为第一电连接器；5为第二电连接器；6为第三电连接器；7为第四电连接器；8为支撑骨架；9为防水密封垫；10为第一接口；11为定位凹槽；12为第二接口；15为绝缘垫；16为支撑卡块；17为卡接扣板；18为第一开孔；19为第二开孔；20为第一壳体；21为第二壳体；22为第一卡口；23为第二卡口；24为安装槽；25为限位板；26为凸块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

实施例1：

本发明实施例的一种电池包，如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，包括壳体1，内置于壳体1中的电芯2和电路板3，还包括：

第一电连接器4，其将电芯2正负极的一端与电路板3相连接；

第二电连接器5，其将电芯2正负极的另一端与电路板3相连接；

其中，第一电连接器4和第二电连接器5优选采用金属导电镍片。

如图1所示，本实施例中，第三电连接器6，其配置于电路板3，并包括至少一第一接口10，第一接口10用于与外部的用电设备电连接，使得来自电芯2的电力可以通过第三电连接器提供给用电设备；第四电连接器7，其配置于电路板3，并包括至少一第二接口12，第二接口12用于与外部的用电设备和充电源电连接，使得既可以通过第二接口12提供电力给用电设备；又可以通过第二接口12向电芯2提供电荷，根据实际产品需求，可以将第三电连接器6和第四电连接器7设置在电池包的同一侧或相对的两侧；

本实施例中的第二接口12既可用于放电也可用于充电，具体来说，第二接口12为type-C接口，第一接口10为针孔式接线端子，第一接口10用于为各种手持电动工具供电，例如无绳吸尘器、直流空压机以及其他园林工具等，并且采用针孔式接线端子能够有效提高电池包的防水密封效果，并且插接起来更加方便；本实施例的电池包结构小巧，还能作为移动电源使用，此时，可通过采用type-C接口的第二接口12为手机、平板等移动设备充电，同时还能通过type-C接口为电池包的电芯2进行充电。

其中，需要说明的是：

上述针孔式接线端子至少包括正、负极放电孔，进一步优选的，还包括至少一个信号孔，用于与外界的各种手持电动工具进行信号传输连接。

具体来说，本实施例中的电池包还包括支撑骨架8，支撑骨架8用于安装电芯2和电路板3，如图2所示，电芯2采用单节21700电芯，支撑骨架8上部为弧形凹槽用于设置电芯2，并且支撑骨架8与电芯2之间设有绝缘垫15；能够起到漏电保护的作用，特别是当电芯2表皮破损的情况发生时，保证不会出现漏电的情况。

如图7所示，支撑骨架8沿着电芯2的轴线方向设有安装槽24，并于电芯2的端极两侧分别设有限位板25，安装槽24与电芯2的弧形表面相对应，并且安装槽24长度与电芯长度基本一致；具体的，壳体1与安装槽24相对的一侧呈弧形状，其弧形面与电芯2外表面相适应，弧形面与安装槽24，及限位板25组合形成电芯2定位区域；即通过壳体1和支撑骨架8上的安装槽24、以及安装槽24两端的限位板25形成的腔体，该腔体用于容纳电芯2，支撑骨架8相对于电芯2的正负极分别设有第一卡口22和第二卡口23；第一卡口22和第二卡口23分别相对设置在安装槽24两端的限位板25上，并且在支撑骨架8对应电芯弧形表面的安装槽24位置处设有定位凹槽11，定位凹槽11上还设有凸块26，第一电连接器4和第二电连接器5分别对应连接于第一卡口22和第二卡口23处的电芯2两端；并折弯延伸后贯穿支撑骨架8连接于电路板3，折弯延伸段定位于定位凹槽11内，折弯延伸段上还设有固定孔，通过固定孔与凸块26的配合实现第一电连接器4和第二电连接器5的定位设置。

如图4所示，第一接口10和/或第二接口12沿着电芯2的正负极轴线方向向外延伸；第二接口12沿着电芯2的正负极轴线方向向外伸出设置，即第一接口10和第二接口12的插接方向都是沿电池包的最长边的方向设置，更加便于使用。

本实施例中，壳体1上设有与第二接口12相对应的第二开孔19；壳体1上设有与第一接口10相对应的第一开孔18；并且第二接口12与第一接口10并列设置在电池包同一端部，即通过第一接口10和第二接口12的设置，同时实现了本实施例中电池包的多功能适用的问题，并且整体结构小巧，使用起来简单方便。

并且第三电连接器6与支撑骨架8之间设有安装间隙，以及第四电连接器7与支撑骨架8之间设有安装间隙，具体的，第四电连接器7略微突出于第三电连接器6，第三电连接器6、第四电连接器7与支撑骨架8之间的安装间隙通过防水密封垫9进行密封，防水密封垫9上设有与第三电连接器6、第四电连接器7相对应的开槽，防水密封垫9套设在第四电连接器7上，并且防水密封垫9通过支撑骨架8与壳体1之间的轻微挤压变形，将安装间隙完全密封住，同时与第三电连接器6和第四电连接器7侧壁完全贴紧，进一步保证密封效果，同时通过第四电连接器7起到相应的定位安装的效果。

本实施例中的电池包通过电芯2作为电源供电，并且采用单节21700电芯，适用于的电动工具并不仅局限于无绳类手持电动工具，还包括园林工具，无绳吸尘器，直流空压机等采用二次电池作为动力源的动力作业设备；大大提高了电池包的适用范围，并且整体结构简单，还能够作为便携式的移动电源使用，体积小巧，功能性更强。

并且第一电连接器4和第二电连接器5至少包括沿着电芯2的正负极轴线方向延伸的纵向折弯段，即直角形折弯第一电连接器4和第二电连接器5分别用于连接电芯的正负极和电路板3。

实施例2：

相较于实施例1，在本实施例中，为了实现电路板3间隔支撑于支撑骨架8上，通过在支撑骨架8底部两侧分别设有2个伸出的支撑卡块16；在支撑骨架8底部两侧分别设有2个卡接扣板17，通过支撑卡块16用于将电路板3与支撑骨架8间隔开，即台阶形支撑卡块16用于限定电路板3与支撑骨架8之间的间距，卡接扣板17用于将电路板3与支撑骨架8扣紧固定；电路板3与支撑骨架8之间的间距为H，电路板3与支撑骨架8之间间距不大于2mm，本实施例中，H＝1.57mm；通过间距H的设置，有效保证电路板3与电芯2之间具有一定的散热效果。

并且，电路板3宽度为Y，电芯2直径为D，宽度Y为宽度D的95％或更小；本实施例中，电路板3宽度Y为20mm，电芯2直径D为21mm。

并且，电路板3长度方向的两端分别靠近电芯2的正负极两端，电路板3的两端不超出电芯2的正负极两端，电路板3两端与电芯2的正负极两端分别设有间距L1和L2；L1≤5mm，L2≤5mm；本实施例中L1＝5mm，L2＝5mm，

如图5和图6所示，电芯2长度为L3，电池包的长度为L4，L4为L3的1.3倍或更小；电芯直径为D，电池包高度为M，M为D的1.8倍或更小；在本实施例中，电芯2长度为70mm，电池包的长度为82mm；电芯直径为21mm，电池包高度为36mm；采用上述结构设置，能够有效保证本实施例的电池包的结构小巧，作为移动电源使用时，便于携带，同时能够适用于各种小型电动工具。

实施例3：

相较于实施例1，在本实施例中，电池包上还设有至少2个第一接口10，第一接口10通过第三电连接器6与电路板3电连接，第一接口10可用于与外部的用电设备和电源电连接，使得电芯2的电力可通过第一接口10提供给用电设备；具体来说，本实施例中的第一接口10数量为2个，2个第一接口10分别设置在电池包两端；其中2个第一接口10分别包括一个针孔式接线端子和一个USB接口，针孔式接线端子的设置同实施例1中的设置，USB接口设置在与针孔式接线端子在电池包上相对的一侧。

通过USB接口的设置进一步提高本实施例电池包作为移动电源使用时的适用范围。

实施例4：

相较于实施例1，在本实施例中，壳体1包括用于容纳电芯2的第一壳体20、及至少一个第二壳体21，第二壳体21设置在电芯2的正极和/或负极端，并且第一壳体20与第二壳体21组成一用于容纳电芯2的密闭腔体；具体来说，如图3所示，本实施例中，第一壳体20和第二壳体21分别有且仅有一个，第二壳体21设置在电芯2的正极或负极端，第一壳体20和第二壳体21之间具有一弯曲并闭合的分离边缘，分离边缘位于同一平面内；并且分离边缘所在平面与电芯2的正极和负极所在平面平行，即第二壳体21的边沿即为与第一壳体20配合的分离边缘，第二壳体21所在平面垂直于电芯2的正负极轴线方向，并且第一壳体20为桶形；壳体1容纳电芯2的径向周侧的外表面上没有分离的边缘，第一壳体20为一体式结构，第二壳体21内嵌式固定在第一壳体20的端部，具体来说，第一壳体20与第二壳体21通过卡接式结构相互嵌合卡接固定，第一壳体20与第二壳体21的分离边缘位于壳体1的外端面处；本实施例的壳体1结构侧壁没有可见的分离边缘，体现出一体式的设计感，作为移动电源使用时握持手感更好。

并且第一壳体20与第二壳体21之间密封连接，密封连接的方式为超声焊接，进一步提高整体的密封性。

实施例5：

相较于实施例3，在本实施例中，第一壳体20有且仅有1个，第二壳体21设有2个，第二壳体21通过密封连接的方式固定在第一壳体20相对的两端，即第一壳体20为两端通透的桶形，两个第二壳体21形状大小相同，分别与第一壳体20的两端密封固定，并且密封连接的方式为超声焊接，进一步提高整体的密封性。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种电池包结构，包括壳体(1)，设置在所述壳体(1)内部的电芯(2)和电路板(3)，其特征在于：

所述电池包结构还包括支撑骨架(8)，所述支撑骨架(8)用于电芯(2)和电路板(3)的安装定位；

所述支撑骨架(8)相对于所述电芯(2)的正负极分别设有第一卡口(22)和第二卡口(23)；

第一电连接器(4)，其布置在所述第一卡口(22)处，并且将所述电芯(2)正负极的一端连接到所述电路板(3)；

第二电连接器(5)，其布置在所述第二卡口(23)处，并且将所述电芯(2)正负极的另一端连接到所述电路板(3)；

第三电连接器(6)，其设置在电路板(3)的一端，第三电连接器(6)被配置为电连接到用电设备，使得来自电芯(2)的电力可以通过第三电连接器(6)提供给用电设备。

2.如权利要求1所述的电池包结构，其特征在于：所述电池包还包括布置在所述电路板(3)一端的第四电连接器(7)，所述第四电连接器(7)被配置为可连接至充电源，从而通过第四电连接器(7)可以向所述电芯(2)提供电荷。

3.如权利要求2所述的电池包结构，其特征在于：所述第四电连接器(7)适于双向充放电。

4.如权利要求1所述的电池包结构，其特征在于：所述电路板(3)间隔支撑于所述支撑骨架(8)上。

5.如权利要求1所述的电池包结构，其特征在于：所述支撑骨架(8)对应电芯弧形表面的安装槽(24)位置处设有定位凹槽(11)，所述第一电连接器(4)和所述第二电连接器(5)分别对应连接于所述第一卡口(22)和第二卡口(23)处的电芯(2)两端；并折弯延伸后贯穿所述支撑骨架(8)连接于电路板(3)，所述折弯延伸段定位于所述定位凹槽(11)内。

6.如权利要求1所述的电池包结构，其特征在于：所述电路板(3)与所述支撑骨架(8)之间的间距为H，H≤2mm。

7.如权利要求4所述的电池包结构，其特征在于：所述支撑骨架(8)底部两侧设有若干伸出的支撑卡块(16)和卡接扣板(17)，所述支撑卡块(16)用于将所述电路板(3)与支撑骨架(8)间隔开，所述卡接扣板(17)用于将所述电路板(3)与支撑骨架(8)扣紧固定。

8.如权利要求1所述的电池包结构，其特征在于：所述电路板(3)宽度为Y，所述电芯(2)直径为D，Y≤0.95D。

9.如权利要求8所述的电池包结构，其特征在于：所述电路板(3)宽度Y为20mm，所述电芯(2)直径D为21mm。

10.如权利要求1所述的电池包结构，其特征在于：所述电路板(3)长度方向的两端分别靠近所述电芯(2)的正负极两端，电路板(3)两端与所述电芯(2)的正负极两端分别设有间距L1和L2；L1≤5mm，L2≤5mm。

11.如权利要求1所述的电池包结构，其特征在于：所述电芯(2)长度为L3，电池包的长度为L4，L4≤1.3L3。

12.如权利要求11所述的电池包结构，其特征在于：所述电芯(2)长度为70mm，电池包的长度为82mm。

13.如权利要求1所述的电池包结构，其特征在于：所述电芯直径为D，电池包高度为M，M≤1.8D。

14.如权利要求13所述的电池包结构，其特征在于：所述电芯直径为21mm，电池包高度为36mm。

15.一种电池包结构，包括壳体(1)，设置在所述壳体(1)内部的电芯(2)和电路板(3)，其特征在于：

所述电池包结构还包括支撑骨架(8)，所述支撑骨架(8)用于电芯(2)和电路板(3)的安装定位；

所述支撑骨架(8)沿着所述电芯(2)的轴线方向设有安装槽(24)，并于所述电芯(2)的端极两侧分别设有限位板(25)，所述安装槽(24)与所述电芯(2)的弧形表面相对应，并且安装槽(24)长度与所述电芯长度基本一致。

16.根据权利要求15所述的电池包结构，其特征在于：所述壳体(1)与所述安装槽(24)相对的一侧呈弧形状，其弧形面与所述电芯(2)外表面相适应，所述弧形面与所述安装槽(24)，及所述限位板(25)组合形成电芯定位区域。

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