CN115332703A - 一种锂电池电芯模组的安全防护结构 - Google Patents

Abstract

本发明适用于锂电池领域，提供了一种锂电池电芯模组的安全防护结构，所述的安全防护结构包括电芯模组，所述电芯模组通过多组支撑弹簧支撑设置在内壳内；所述内壳设置在外壳内，所述内壳与所述外壳之间通过多组支撑装置进行支撑连接；每一个所述支撑装置上均设置有防护机构；所述防护机构包括一级防护组件和二级防护组件。本发明通过设置的一级防护组件和二级防护组件，使得对外力冲击的防护效果得以优化，使得外防护板在受到较小冲击力的作用下，无需二级防护组件动作，降低了二级防护组件的使用频率，延长其使用寿命，与此同时，通过设置的二级防护组件，也使得一级防护组件的气囊不会被冲击到完全压扁，也保证了气囊的使用寿命。

Description

一种锂电池电芯模组的安全防护结构

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池电芯模组的安全防护结构。

背景技术

锂电池模组在遇到重物碰撞时，其外壳易被重物破坏，使得锂电池无法使用更有甚者会导致锂电池在碰撞中破损，最后导致锂电池电芯模组发生损坏。

如公开号为CN216903190U的专利文件中公开了一种具有安全防护结构的锂电池电芯模组，包括底座，所述底座的内部固定有收纳盒，所述收纳盒的内部放置有电芯模组，所述收纳盒位于底座与限位框之间区域的外壁均匀分布有多组被装备用于对收纳盒进向保护的防护组件，通过设置装置主体、防护组件、弧形弹性金属条、减压气囊，装置主体在受到外力撞击时可通过防护组件对装置主体较为薄弱的侧面进行防护。

再如公开号为CN214848889U的专利文件中公开了一种锂电池的安全防护结构，包括锂金属电池，锂金属电池外侧设置有外壳，外壳上端相互远离的四侧均开设有第一凹槽，外壳内设置有挡板，将锂电池放置在外壳内，通过调节移动板，方便固定锂金属电池，顶端设置挡板固定，并通过弹簧阻尼和弹性块提供缓震，用于解决现阶段用于锂电池的防护结构稳定性较差的问题。

又如公开号为CN213936408U的专利文件中公开了具有安全防护结构的镍氢电池组，包括上盖组件，所述上盖组件内部包括有上盖主板和对接柱安装板，所述上盖主板下端固定安装有对接柱安装板，所述对接柱安装板内部设有活动滑槽，所述活动滑槽内部滑动安装有T型滑块；防护组件，所述防护组件内部包括有电池组安装框和弹簧安装柱，所述弹簧安装柱分别固定安装在电池组外壳内部底端，通过上述技术方案，以减少外界冲击力对内部电池组造成的损伤，以防止电池组内部受到撞击。

通过分析，上述方案提供的电池的安全防护的结构中，对于电芯模组的防护，仅采用单一结构的弹簧结构，以提供缓震，来降低外部冲击力对壳体内电芯模组的影响，而在实际使用中，单一结构的弹簧结构对于削弱外部冲击力来说，其效果并不能满足对电芯模组的防护要求，使得电池外壳在受到外力冲击时，并不能对电芯模组起到有效的安全防护，降低了电芯模组使用的安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂电池电芯模组的安全防护结构，旨在解决上述背景技术中所提出的技术问题。

其中，本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种锂电池电芯模组的安全防护结构，所述的安全防护结构包括电芯模组，所述电芯模组通过多组支撑弹簧支撑设置在内壳内；所述内壳设置在外壳内，所述内壳与所述外壳之间通过多组支撑装置进行支撑连接；

每一个所述支撑装置上均设置有防护机构，设置的防护机构用于对外力冲击进行缓冲，以起到对外壳的防护作用，进而起到对电芯模组的安全防护；

所述防护机构包括一级防护组件和二级防护组件；

所述一级防护组件包括外防护板，外防护板与外壳之间通过气囊进行支撑；

所述二级防护组件包括内防护板，所述内防护板位于所述外防护板与所述外壳之间；所述内防护板与所述外壳之间通过第一缓冲弹簧进行弹性支撑连接；

所述支撑装置包括基座，所述基座固定安装在所述外壳上，且所述基座通过连接支脚与所述内壳之间固定连接；

所述支撑装置上具有活塞腔；所述内防护板上固定安装有压杆，密封滑动伸入到所述活塞腔内的压杆端部安装有移动活塞，所述移动活塞密封滑动设于所述活塞腔内，且通过移动活塞在所述活塞腔内形成一个气腔；

所述气囊与所述气腔之间通过设置在所述支撑装置上的阀门组件进行气体的交换，当外防护板受到外力冲击至使得外防护板压紧在内防护板上时，所述阀门组件处于导通状态，以使所述气囊与所述气腔之间相通，所述气囊内的部分气体进入到所述气腔内；当所述外力冲击消失时，在所述第一缓冲弹簧的弹性支撑作用下，推动内防护板复位并使得所述气腔内的气体回流至所述气囊内。

在本发明提供的一个实施例中，所述基座上还开设有密封腔，所述阀门组件设置在所述密封腔内。

在本发明提供的一个实施例中，所述密封腔与所述活塞腔之间通过连通口相通，在所述第一缓冲弹簧处于非受力状态时，所述连通口与气腔处于导通状态，当第一缓冲弹簧处于压缩状态时，推动移动活塞在活塞腔内移动，使得气腔的空间增大，此时，连通口依然与气腔之间是处于导通状态的，也就是说，连通口始终与所述气腔之间导通。

在本发明提供的一个实施例中，所述气囊与所述基座之间通过第一管路相连，且所述第一管路上设置有第二单向阀，所述第二单向阀用于使气囊内气体通过第一管路单向进入到密封腔内。

在本发明提供的一个实施例中，所述气囊还与所述气腔之间通过第二管路相连，所述第二管路上设置有第一单向阀，所述第一单向阀用于使气腔内的气体通过第二管路单向进入到所述气囊内。

在本发明提供的一个实施例中，所述阀门组件包括密封滑动设于所述密封腔内的通断活塞，所述密封腔的敞口处还固定设置有栅格板，所述栅格板与所述通断活塞之间通过第二缓冲弹簧支撑连接。

在本发明提供的一个实施例中，所述通断活塞上开设有缓冲凹槽，所述第二缓冲弹簧的端部伸入到所述缓冲凹槽内并与所述通断活塞连接，通过通断活塞的侧面对所述连通口进行封堵。

在本发明提供的一个实施例中，所述支撑装置上还固定设置有密封滑套，所述压杆密封滑动贯穿于所述密封滑套设置，避免压杆伸入到气腔内，导致气腔漏气。

与现有技术相比，本发明提供的安全防护结构，在外防护板受到较小力度的外力冲击时，通过一级防护组件进行缓冲支撑防护；当外防护板受到较大力度的外力冲击时，同步推动内防护板移动，以推动移动活塞在活塞腔内移动，从而使得气腔的空间增大，同时，气囊受到挤压，使得通过气囊排出的气体推动阀门组件处于导通状态，使得气囊内的部分气体进入到所述气腔内；当所述外力冲击消失时，在所述第一缓冲弹簧的弹性支撑作用下，推动内防护板复位并使得所述气腔内的气体回流至所述气囊内；因此，本发明通过设置的一级防护组件和二级防护组件，使得对外力冲击的防护效果得以优化，使得外防护板在受到较小冲击力的作用下，无需二级防护组件动作，降低了二级防护组件的使用频率，延长其使用寿命，与此同时，通过设置的二级防护组件，也使得气囊不会被冲击到完全压扁，也保证了气囊的使用寿命。

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。

图1为本发明一种锂电池电芯模组的安全防护结构的结构示意图；

图2为本发明提供的安全防护结构的局部结构示意图；

图3本发明提供的安全防护结构中防护机构的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的防护机构中二级防护组件的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的二级防护组件的局部结构示意图；

图6为本发明实施例提供的防护机构中一级防护组件的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的防护机构中通断活塞的结构示意图。

在图1-图7：100、外壳；200、电芯模组；201、支撑弹簧；300、一级防护组件；301、外防护板；302、气囊；303、第一管路；304、第二管路；305、第一单向阀；306、第二单向阀；400、二级防护组件；401、内防护板；402、压杆；403、第一缓冲弹簧；404、密封滑套；500、支撑装置；501、基座；502、活塞腔；503、移动活塞；504、气腔；505、密封腔；506、连通口；600、通断活塞；601、缓冲凹槽；602、第二缓冲弹簧；603、栅格板；700、内壳；701、连接支脚。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

实施例1

如图1所示，在本发明提供的一个实施例中，一种锂电池电芯模组的安全防护结构，所述的安全防护结构包括电芯模组200，所述电芯模组200通过多组支撑弹簧201支撑设置在内壳700内；所述内壳700设置在外壳100内，所述内壳700与所述外壳100之间通过多组支撑装置500进行支撑连接。

进一步的，每一个所述支撑装置500上均设置有防护机构，设置的防护机构用于对外力冲击进行缓冲，以起到对外壳100的防护作用，进而起到对电芯模组200的安全防护。

具体的，如图1-图3所示，在本发明实施例中，所述防护机构包括一级防护组件300和二级防护组件400。

作为优选，在本发明实施例中，所述一级防护组件300包括外防护板301，所述外防护板301与所述外壳100之间通过气囊302进行支撑。

进一步的，在本发明实施例中，所述二级防护组件400包括内防护板401，所述内防护板401位于所述外防护板301与所述外壳100之间；所述内防护板401与所述外壳100之间通过第一缓冲弹簧403进行弹性支撑连接。

可以理解的是，本发明实施例提供的防护机构在使用时，在受到外力冲击时，首先外防护板301受到冲击，因此，先基于气囊302进行缓冲支撑防护，因此，对于一些小的外力冲击，通过气囊302即可进行有效的缓冲支撑。

实施例2

如图1所示，在本发明提供的一个实施例中，一种锂电池电芯模组的安全防护结构，所述的安全防护结构包括电芯模组200，所述电芯模组200通过多组支撑弹簧201支撑设置在内壳700内；所述内壳700设置在外壳100内，所述内壳700与所述外壳100之间通过多组支撑装置500进行支撑连接。

进一步的，每一个所述支撑装置500上均设置有防护机构，设置的防护机构用于对外力冲击进行缓冲，以起到对外壳100的防护作用，进而起到对电芯模组200的安全防护。

具体的，如图1-图3所示，在本发明实施例中，所述防护机构包括一级防护组件300和二级防护组件400。

作为优选，在本发明实施例中，所述一级防护组件300包括外防护板301，所述外防护板301与所述外壳100之间通过气囊302进行支撑。

进一步的，在本发明实施例中，所述二级防护组件400包括内防护板401，所述内防护板401位于所述外防护板301与所述外壳100之间；所述内防护板401与所述外壳100之间通过第一缓冲弹簧403进行弹性支撑连接。

可以理解的是，本发明实施例提供的防护机构在使用时，在受到外力冲击时，首先外防护板301受到冲击，因此，先基于气囊302进行缓冲支撑防护，因此，对于一些小的外力冲击，通过气囊302即可进行有效的缓冲支撑。

进一步的，在本发明实施例中，所述支撑装置500包括基座501，所述基座501固定安装在所述外壳100上，且所述基座501通过连接支脚701与所述内壳700之间固定连接。

进一步的，在本发明实施例中，所述支撑装置500上具有活塞腔502；所述内防护板401上固定安装有压杆402，密封滑动伸入到所述活塞腔502内的压杆402端部安装有移动活塞503，所述移动活塞503密封滑动设于所述活塞腔502内，且通过移动活塞503在所述活塞腔502内形成一个气腔504。

进一步的，在本发明实施例中，所述气囊302与所述气腔504之间通过设置在所述支撑装置500上的阀门组件进行气体的交换，当外防护板301受到外力冲击至使得外防护板301压紧在内防护板401上时，所述阀门组件处于导通状态，以使所述气囊302与所述气腔504之间相通，所述气囊302内的部分气体进入到所述气腔504内；当所述外力冲击消失时，在所述第一缓冲弹簧403的弹性支撑作用下，推动内防护板401复位并使得所述气腔504内的气体回流至所述气囊302内。

可以理解的是，本发明提供的安全防护结构，在外防护板301受到较小力度的外力冲击时，通过一级防护组件300进行缓冲支撑防护；当外防护板301受到较大力度的外力冲击时，同步推动内防护板401移动，以推动移动活塞503在活塞腔502内移动，从而使得气腔504的空间增大，同时，气囊302受到挤压，使得通过气囊302排出的气体推动阀门组件处于导通状态，使得气囊302内的部分气体进入到所述气腔504内；当所述外力冲击消失时，在所述第一缓冲弹簧403的弹性支撑作用下，推动内防护板401复位并使得所述气腔504内的气体回流至所述气囊302内；因此，本发明通过设置的一级防护组件300和二级防护组件400，使得对外力冲击的防护效果得以优化，使得外防护板301在受到较小冲击力的作用下，无需二级防护组件400动作，降低了二级防护组件400的使用频率，延长其使用寿命，与此同时，通过设置的二级防护组件400，也使得气囊302不会被冲击到完全压扁，也保证了气囊302的使用寿命。

实施例3

如图1所示，在本发明提供的一个实施例中，一种锂电池电芯模组的安全防护结构，所述的安全防护结构包括电芯模组200，所述电芯模组200通过多组支撑弹簧201支撑设置在内壳700内；所述内壳700设置在外壳100内，所述内壳700与所述外壳100之间通过多组支撑装置500进行支撑连接。

进一步的，每一个所述支撑装置500上均设置有防护机构，设置的防护机构用于对外力冲击进行缓冲，以起到对外壳100的防护作用，进而起到对电芯模组200的安全防护。

具体的，如图1-图3所示，在本发明实施例中，所述防护机构包括一级防护组件300和二级防护组件400。

作为优选，在本发明实施例中，所述一级防护组件300包括外防护板301，所述外防护板301与所述外壳100之间通过气囊302进行支撑。

进一步的，在本发明实施例中，所述二级防护组件400包括内防护板401，所述内防护板401位于所述外防护板301与所述外壳100之间；所述内防护板401与所述外壳100之间通过第一缓冲弹簧403进行弹性支撑连接。

可以理解的是，本发明实施例提供的防护机构在使用时，在受到外力冲击时，首先外防护板301受到冲击，因此，先基于气囊302进行缓冲支撑防护，因此，对于一些小的外力冲击，通过气囊302即可进行有效的缓冲支撑。

进一步的，在本发明实施例中，所述支撑装置500包括基座501，所述基座501固定安装在所述外壳100上，且所述基座501通过连接支脚701与所述内壳700之间固定连接。

进一步的，在本发明实施例中，所述支撑装置500上具有活塞腔502；所述内防护板401上固定安装有压杆402，密封滑动伸入到所述活塞腔502内的压杆402端部安装有移动活塞503，所述移动活塞503密封滑动设于所述活塞腔502内，且通过移动活塞503在所述活塞腔502内形成一个气腔504。

进一步的，在本发明实施例中，所述气囊302与所述气腔504之间通过设置在所述支撑装置500上的阀门组件进行气体的交换，当外防护板301受到外力冲击至使得外防护板301压紧在内防护板401上时，所述阀门组件处于导通状态，以使所述气囊302与所述气腔504之间相通，所述气囊302内的部分气体进入到所述气腔504内；当所述外力冲击消失时，在所述第一缓冲弹簧403的弹性支撑作用下，推动内防护板401复位并使得所述气腔504内的气体回流至所述气囊302内。

可以理解的是，本发明提供的安全防护结构，在外防护板301受到较小力度的外力冲击时，通过一级防护组件300进行缓冲支撑防护；当外防护板301受到较大力度的外力冲击时，同步推动内防护板401移动，以推动移动活塞503在活塞腔502内移动，从而使得气腔504的空间增大，同时，气囊302受到挤压，使得通过气囊302排出的气体推动阀门组件处于导通状态，使得气囊302内的部分气体进入到所述气腔504内；当所述外力冲击消失时，在所述第一缓冲弹簧403的弹性支撑作用下，推动内防护板401复位并使得所述气腔504内的气体回流至所述气囊302内；因此，本发明通过设置的一级防护组件300和二级防护组件400，使得对外力冲击的防护效果得以优化，使得外防护板301在受到较小冲击力的作用下，无需二级防护组件400动作，降低了二级防护组件400的使用频率，延长其使用寿命，与此同时，通过设置的二级防护组件400，也使得气囊302不会被冲击到完全压扁，也保证了气囊302的使用寿命。

请继续参阅图3-图7，在本发明实施例中，所述基座501上还开设有密封腔505，所述阀门组件设置在所述密封腔505内，所述密封腔505与所述活塞腔502之间通过连通口506相通，在所述第一缓冲弹簧403处于非受力状态时，所述连通口506与气腔504处于导通状态，当第一缓冲弹簧403处于压缩状态时，推动移动活塞503在活塞腔502内移动，使得气腔504的空间增大，此时，连通口506依然与气腔504之间是处于导通状态的，也就是说，连通口506始终与所述气腔504之间导通。

进一步的，在本发明实施例中，所述气囊302与所述基座501之间通过第一管路303相连，且所述第一管路303上设置有第二单向阀306，所述第二单向阀306用于使气囊302内气体通过第一管路303单向进入到密封腔505内。

进一步的，在本发明实施例中，所述气囊302还与所述气腔504之间通过第二管路304相连，所述第二管路304上设置有第一单向阀305，所述第一单向阀305用于使气腔504内的气体通过第二管路304单向进入到所述气囊302内。

请继续参阅图3、图4和图7，在本发明实施例中，所述阀门组件包括密封滑动设于所述密封腔505内的通断活塞600，所述基座501的敞口处还固定设置有栅格板603，所述栅格板603与所述通断活塞600之间通过第二缓冲弹簧602支撑连接；其中，所述通断活塞600上开设有缓冲凹槽601，所述第二缓冲弹簧602的端部伸入到所述缓冲凹槽601内并与所述通断活塞600连接，通过通断活塞600的侧面对所述连通口506进行封堵。

请继续参阅图4和图5，在本发明实施例中，所述支撑装置500上还固定设置有密封滑套404，所述压杆402密封滑动贯穿于所述密封滑套404设置，避免压杆402伸入到气腔504内，导致气腔504漏气。

综上所述，在本发明实施例提供的安全防护机构的具体使用中：

在外防护板301受到较小外力冲击时，气囊302内的部分气体通过第一管路303进入到密封腔505内，以推动通断活塞600在密封腔505内移动，通过第二缓冲弹簧602的弹性支撑，能够起到对较小外力冲击的缓冲作用；

在外防护板301受到较大外力冲击时，气囊302内的气体通过第一管路303进入到密封腔505内，以推动通断活塞600在密封腔505内移动，并会导致通断活塞600移到到越过连通口506，此时的，气腔504与密封腔505之间是通过连通口506导通的，与此同时，外防护板301也压在内防护板401上，受压的内防护板401同步推动移动活塞503在活塞腔502内移动，使得气腔504的空间增大，便于密封腔505内的气体吸入到气腔504；此时，是通过二级防护组件400起到缓冲防护支撑；当较大外力冲击消失时，在第一缓冲弹簧403的弹性支撑作用下，使得移动活塞503在活塞腔502内上移，使得气腔504的空间变小，使得气腔504内的气体通过第二管路304回流补充到气囊302内。

以上各方案均只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种锂电池电芯模组的安全防护结构，其特征在于，所述的安全防护结构包括电芯模组，所述电芯模组通过多组支撑弹簧支撑设置在内壳内；所述内壳设置在外壳内，所述内壳与所述外壳之间通过多组支撑装置进行支撑连接；

每一个所述支撑装置上均设置有防护机构；

所述防护机构包括一级防护组件和二级防护组件；

所述一级防护组件包括外防护板，外防护板与外壳之间通过气囊进行支撑；

所述二级防护组件包括内防护板，所述内防护板位于所述外防护板与所述外壳之间；所述内防护板与所述外壳之间通过第一缓冲弹簧进行弹性支撑连接；

所述支撑装置包括基座，所述基座固定安装在所述外壳上，且所述基座通过连接支脚与所述内壳之间固定连接；

所述支撑装置上具有活塞腔；所述内防护板上固定安装有压杆，密封滑动伸入到所述活塞腔内的压杆端部安装有移动活塞，所述移动活塞密封滑动设于所述活塞腔内，且通过移动活塞在所述活塞腔内形成一个气腔；

所述气囊与所述气腔之间通过设置在所述支撑装置上的阀门组件进行气体的交换，当外防护板受到外力冲击至使得外防护板压紧在内防护板上时，所述阀门组件处于导通状态，以使所述气囊与所述气腔之间相通，所述气囊内的部分气体进入到所述气腔内；当所述外力冲击消失时，在所述第一缓冲弹簧的弹性支撑作用下，推动内防护板复位并使得所述气腔内的气体回流至所述气囊内。

2.根据权利要求1所述的锂电池电芯模组的安全防护结构，其特征在于，所述基座上还开设有密封腔，所述阀门组件设置在所述密封腔内。

3.根据权利要求2所述的锂电池电芯模组的安全防护结构，其特征在于，所述密封腔与所述活塞腔之间通过连通口相通，在所述第一缓冲弹簧处于非受力状态时，所述连通口与气腔处于导通状态，当第一缓冲弹簧处于压缩状态时，推动移动活塞在活塞腔内移动，使得气腔的空间增大，连通口依然与气腔之间是处于导通状态的。

4.根据权利要求3所述的锂电池电芯模组的安全防护结构，其特征在于，所述气囊与所述基座之间通过第一管路相连，且所述第一管路上设置有第二单向阀，所述第二单向阀用于使气囊内气体通过第一管路单向进入到密封腔内。

5.根据权利要求4所述的锂电池电芯模组的安全防护结构 ，其特征在于，所述气囊还与所述气腔之间通过第二管路相连，所述第二管路上设置有第一单向阀，所述第一单向阀用于使气腔内的气体通过第二管路单向进入到所述气囊内。

6.根据权利要求5所述的锂电池电芯模组的安全防护结构，其特征在于，所述阀门组件包括密封滑动设于所述密封腔内的通断活塞，所述密封腔的敞口处还固定设置有栅格板，所述栅格板与所述通断活塞之间通过第二缓冲弹簧支撑连接。

7.根据权利要求6所述的锂电池电芯模组的安全防护结构，其特征在于，所述通断活塞上开设有缓冲凹槽，所述第二缓冲弹簧的端部伸入到所述缓冲凹槽内并与所述通断活塞连接，通过通断活塞的侧面对连通口进行封堵。

8.根据权利要求4-7任一所述的锂电池电芯模组的安全防护结构，其特征在于，所述支撑装置上还固定设置有密封滑套，所述压杆密封滑动贯穿于所述密封滑套设置。

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