CN117293454A - 一种电池模块的拼装式组合框架 - Google Patents
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Abstract
一种电池模块的拼装式组合框架使用拼装框架可以拼装成各种电池模块的电池组合框架。圆柱形电池分布采用三角形均匀排列，充分利用电池矩形排列形成的空余空间；拼装框架上的燕尾凸台和燕尾凹台没有增加电池组合框架的外形尺寸和电池的间距，大幅度提高了电池模块的体积比能量。拼装框架的燕尾槽可以固定两个拼装框架的长度方向和宽度方向的位移，弹性定位弹片能够限制和固定两个拼装框架高度方向的自由度，构成一个全方向固定的集成拼装式组合框。拼装框架放宽了拼装框架燕尾槽的加工精度，装配方便快捷，结构坚固可靠、生产成本低廉，适合各种电池数量的圆柱形电池模块。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种电池模块的拼装式组合框架，尤其适合一种圆柱形动力电池通过串联和并联组合的电池模块的框架结构，以下简称拼装框架。
【背景技术】
很多电池模块都是由数量很多的圆柱形电池通过串联和并联组合在一起构成的，电池的组合框架是电池模块的主要支撑结构。目前电池模块组合框架可以分为整体电池组合框架和拼装式电池组合框架，整体电池组合框架是一种安装特定电池数量的电池组合框架，具有安装方便和成本低的优点,但是产品规格单一，不能适用于其它产品规格的电池组合框架，因为不同规格型号的电池模块都是由不同数量的电池组合而成的。目前的拼装式电池组合框架，外形为方形或者长方形，中间有若干个固定电池的圆形台阶孔，每一个电池组合框架的长度、宽度方向的两侧外边分别有燕尾凸槽和燕尾凹槽，若干个电池组合框架利用燕尾槽相连构成一个整体电池组合框架，电池都是横平竖直矩形阵列排布，优点是可以灵活组合多种电池数量组合的框架，缺点是电池间隔比较大，尤其是凸出的燕尾凸台增加了电池的间距和电池模块的外形尺寸，降低了电池模块的体积比能量。另外，目前的燕尾槽拼接式电池组合框架只能锁定两个电池组合框架的长度方向和宽度方向的两个自由度，不能固定两个电池组合框架高度方向的自由度，因此在使用中经常出现电池组合框架上下位移的现象。
【发明内容】
本发明的目的是解决目前已有技术的不足，发明一种可以适应多种电池数量的电池模块、结构稳固、体积比能量比较高的电池模块拼装框架。
本发明由由若干个拼装框架单元及其组成的集成组合框架构成，集成组合框架安装圆柱形电池等构成电池模块。
所述的拼装框架的平面布置若干个与圆柱形电池直径呈间隙配合的台阶圆孔，优先采用两孔组合框架和三孔组合框架，台阶圆孔呈一字排列，孔距相等；拼装框架宽度方向两侧的外形由外圆弧和内圆弧相切而成，外圆弧与台阶圆孔同心，内圆弧与外圆弧直径相等；每一个外圆弧外边有一个宽度燕尾凸台，宽度燕尾凸台的外形尺寸不超过外圆弧的直径尺寸，每一个内圆弧里边有一个与上述宽度燕尾凸台呈间隙配合的宽度燕尾凹台；拼装式组合框架单元长度方向的一边有一个长度燕尾凸台，另一边有与上述长度燕尾凸台呈间隙配合的长度燕尾凹台。
所述的拼装框架在宽度燕尾凹台的外沿有一个带有倒刺结构的弹性定位弹片，在弹性定位弹片的周边有让位的空穴；在宽度燕尾凸台外侧有一个与弹性定位弹片倒刺配合的限位凹台。
所述的台阶圆孔的台阶可以位于台阶圆孔的一侧，构成一个单侧台阶圆孔拼装框架，单侧台阶圆孔拼装框架可以安装一个电池；台阶圆孔的台阶可以位于台阶圆孔中间，构成一个双侧台阶圆孔拼装框架，双侧台阶圆孔拼装框架可以安装两个电池。
所述的集成组合框架由若干个拼装框架单元组成，其中每一个拼装框架单元的电池台阶圆孔的数量可以是不同的，集成组合框架上的台阶圆孔呈三角形均匀分布。若干个拼装框架通过长度燕尾凸台和长度燕尾凹台拼装在一起构成了一个长度集成组合框架，长度集成组合框架上的所有的电池台阶圆孔的孔距一致；若干个拼装式组合框架单元通过宽度燕尾凸台和宽度燕尾凹台拼装在一起构成了一个宽度集成组合框架；若干个长度集成组合框架和宽度集成组合框架拼装在一起，可以构成一个任何电池数量的集成组合框架。
在两个集成组合框架中间的每一个台阶圆孔可以安装圆柱形电池，构成了一个特定电池数量的圆柱形电池模块。
本发明使用拼装框架单元可以拼装成多种电池数量的电池组合框架。电池台阶圆孔分布采用三角形均匀排列，充分利用圆柱形电池矩形排列形成的中部空间；拼装框架上的燕尾凸台和燕尾凹台没有增加电池组合框架的外形尺寸和电池的间距，大幅度提高了电池模块的体积比能量。拼装框架的燕尾槽可以固定两个拼装框架的长度方向和宽度方向的位移，弹性定位弹片能够限制和固定两个拼装框架高度方向的自由度，构成一个全部移动方向固定的集成拼装式组合框。拼装框架放宽了拼装框架燕尾槽的加工精度，装配方便快捷，结构坚固可靠、生产成本低廉，适合各种电池数量的圆柱形电池模块。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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是本发明实施实例1三孔拼装框架的正视图；
图2是图1弹性定位弹片位置的剖视图；
图3是图1电池台阶圆孔位置的剖视图；
图4是本发明实施实例1集成组合框架的轴侧视图；
图5是图4弹性定位弹片位置的剖视图；
图6是本发明实施实例2简易三孔拼装框架的正视图；
图7是图6电池台阶圆孔位置的剖视图；
图8是本发明实施实例2电池模块的轴侧视图；
图9是三孔双侧台阶圆孔拼装框架的轴侧视图；
图10是本发明实施实例3电池模块的剖视图；
其中：1.长度燕尾凸台；2.宽度燕尾凸台；3.定位凹台；4.外圆弧；5.内圆弧；6.宽度燕尾凹台；7.弹性定位弹片；8.倒刺；9.空穴；10.定位凹台；11.电池台阶圆孔；12.长度燕尾凹台；13.两孔拼装框架；14.三孔拼装框架；15.简易两孔拼装框架；16.简易三孔拼装框架；17.简易集成组合框架；18.电池；19.双侧台阶圆孔拼装框架；20.台阶；21.双侧台阶圆孔。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施方式一：
拼装框架单元由ABS塑料加工成型，优先采用两孔拼装框架和三孔拼装框架。
三孔拼装框架(14)的外形结构如图1，图2和图3。三孔拼装框架的平面布置3个与电池直径呈间隙配合的电池台阶圆孔(11)，电池台阶圆孔呈一字排列，孔距相等；三孔拼装框架宽度方向的外形由外圆弧(4)和内圆弧(5)相切而成，外圆弧与台阶圆孔同心，内圆弧与外圆弧相等；每一个外圆弧外边和每一个内圆弧里边两侧分别有呈间隙配合的宽度燕尾凸台(2)和宽度燕尾凹台(6)；三孔拼装框架长度方向的外边两侧分别有间隙配合的长度燕尾凸台(1)和长度燕尾凹台(12)；三孔拼装框架每一个宽度燕尾凹台的外沿有一个带有倒刺(8)结构的弹性定位弹片(7)，弹性定位弹片的周边有让位的空穴(12)，每一个宽度燕尾凸台外沿有一个与弹性定位弹片倒刺配合的限位凹台(3)。
两孔拼装框架(14)的外形结构与三孔拼装框架(14)的外形结构特征相同，只是缺少一个电池台阶圆孔。
集成电池组合框架(图4)由5个三孔拼装框架和一个两孔拼装框架拼装而成，两个三孔拼装框架通过长度燕尾凸台和长度燕尾凹台拼接在一起构成一个六孔长度组合框架；一个三孔拼装框架和一个两孔拼装框架通过长度燕尾凸台和长度燕尾凹台组合在一起构成一个五孔长度组合框架；两个六孔长度组合框架的宽度燕尾凸台和一个五孔长度组合框架的宽度燕尾凹台装配在一起，构成一个具有17个电池台阶圆孔的集成组合框架。
具体实施方式二：
具体实施方式二是一个包含了一对简易集成组合框架(17)和28支圆柱形电池(18)构成的电池模块。简易集成组合框架(17)由8个简易三孔拼装框架(16)和2个简易两孔拼装框架(15)拼接成型。
简易三孔拼装框架(16)是具体实施方式一的三孔拼装框架(14)的基本结构相同，只是取消了三孔拼装框架(14)中的弹性定位弹片(7)和限位凹台(3)，降低了组合框架单元的高度，同时降低了电池框架的制造成本。
简易两孔拼装框架(15)与简易三孔拼装框架(16)同样取消了两孔拼装框架(13)中的弹性定位弹片(7)和限位凹台(3)，降低了组合框架单元的高度。
2个简易三孔拼装框架(16)通过长度燕尾凸台和长度燕尾凹台拼接在一起构成一个简易六孔长度组合框架，1个简易三孔拼装框架(16)和1个简易两孔拼装框架(15)通过长度燕尾凸台和长度燕尾凹台组合在一起构成1个简易五孔长度组合框架；3个简易六孔长度组合框架的宽度燕尾凸台和2个简易五孔长度组合框架的宽度燕尾凹台拼接在一起，构成一个具有28个电池台阶圆孔的简易集成组合框架(17)。两个简易集成组合框架中间的台阶圆孔安装28支圆柱形电池(18)构成了一个28支圆柱形电池的电池模块。
具体实施方式三：
具体实施方式三是一个包含了一个三孔双侧台阶圆孔拼装框架(19)和6支圆柱形电池(18)构成的电池模块。
三孔双侧台阶圆孔拼装框架(19)与具体实施方式一的三孔组合框架单元(14)的基本结构相同，只是台阶圆孔的台阶(20)位于台阶圆孔中间，形成一个双侧台阶圆孔(21)，双侧台阶圆孔的两面均可以安装电池。
Claims (4)
1.一种电池模块的拼装式组合框架由若干个拼装框架及其组成的集成组合框架构成，其特征在于，所述的拼装框架的平面布置若干个与圆柱形电池直径呈间隙配合的台阶圆孔，台阶圆孔呈一字排列，孔距相等；拼装框架宽度方向两侧的外形由外圆弧和内圆弧相切而成，外圆弧与台阶圆孔同心，内圆弧与外圆弧直径相等；每一个外圆弧外边有一个宽度燕尾凸台，宽度燕尾凸台的外形尺寸不超过外圆弧的直径尺寸，每一个内圆弧里边有一个与上述宽度燕尾凸台呈间隙配合的宽度燕尾凹台；拼装式组合框架单元长度方向的一边有一个长度燕尾凸台，另一边有与上述长度燕尾凸台呈间隙配合的长度燕尾凹台；所述的集成组合框架由若干个拼装框架组成，集成组合框架上的台阶圆孔呈三角形均匀分布。
2.如权利要求1所述的一种电池模块的拼装式组合框架，其特征在于，拼装框架在宽度燕尾凹台的外沿有一个带有倒刺结构的弹性定位弹片，在弹性定位弹片的周边有让位的空穴；在宽度燕尾凸台外侧有一个与弹性定位弹片倒刺配合的限位凹台。
3.如权利要求1所述的一种电池模块的拼装式组合框架，其特征在于，所述的台阶圆孔的台阶可以位于台阶圆孔的一侧，构成一个单侧台阶圆孔拼装框架，单侧台阶圆孔拼装框架可以安装一个电池；台阶圆孔的台阶可以位于台阶圆孔中间，构成一个双侧台阶圆孔拼装框架，双侧台阶圆孔拼装框架可以安装两个电池。
4.如权利要求1所述的一种电池模块的拼装式组合框架，其特征在于，若干个拼装框架通过长度燕尾凸台和长度燕尾凹台拼装在一起构成了一个长度集成组合框架，长度集成组合框架上的所有的电池台阶圆孔的孔距一致；若干个拼装式组合框架单元通过宽度燕尾凸台和宽度燕尾凹台拼装在一起构成了一个宽度集成组合框架；若干个长度集成组合框架和宽度集成组合框架拼装在一起，可以构成一个任何电池数量的集成组合框架。
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