CN216354535U - 防护结构及电池包 - Google Patents

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CN216354535U CN202122704517.7U CN202122704517U CN216354535U CN 216354535 U CN216354535 U CN 216354535U CN 202122704517 U CN202122704517 U CN 202122704517U CN 216354535 U CN216354535 U CN 216354535U
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姚鹏程
薛丹月
陈兴地
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Abstract

本实用新型涉及一种防护结构及电池包，在盖体一侧面开设盖槽，使得盖体设于箱体内壁上时能覆盖紧固件，以隔开紧固件与电池模组。当电池模组发生热膨胀时，会与具有绝缘性能的抵触面接触，以代替与具有导电功能的紧固件接触，如此有利于保证电池模组的用电安全。由于抵触面的面积S1大于至少一个紧固件的端部面积S2，即盖体较之于紧固件具有更大的防护面积，因此，热膨胀后的电池模组与盖体接触后，其局部受力得到有效降低，避免因局部受力过大而引起应力集中，极大提高电池模组的结构安全，从而有利于提升电池包的安全性能。

Description

防护结构及电池包
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及防护结构及电池包。
背景技术
随着新能源技术的日益成熟，新能源汽车也逐渐进入大众视野。新能源汽车的主要核心技术在于电池模组，电池模组的安全、稳定性直接决定整车性能。
电池包通常包括箱体及装设在箱体内的电池模组，电池模组在运行时会发生热膨胀，与箱体上的紧固件接触，比如：与螺栓等金属部件接触，导致其局部受力，易发生电芯蓝膜破损而导致漏电或短路的风险发生，严重影响其安全性能。
实用新型内容
基于此，有必要提供一种防护结构及电池包，避免热膨胀后的电池模组与紧固件接触，以降低电池模组局部受力，提高其安全性能。
第一方面，本申请提供了一种防护结构，所述防护结构包括用于装设于箱体内壁上的盖体，所述盖体上设有用于盖设至少一个紧固件的盖槽，所述盖体背向所述盖槽的一侧面上具有绝缘性能的抵触面，所述抵触面用于与热膨胀后的电池模组接触，所述抵触面的面积S1大于至少一个所述紧固件的端部面积S2。
上述的防护结构，在盖体一侧面开设盖槽，使得盖体设于箱体内壁上时能覆盖紧固件，以隔开紧固件与电池模组。当电池模组发生热膨胀时，会与具有绝缘性能的抵触面接触，以代替与具有导电功能的紧固件接触，如此有利于保证电池模组的用电安全。由于抵触面的面积S1大于至少一个紧固件的端部面积S2，即盖体较之于紧固件具有更大的防护面积，因此，热膨胀后的电池模组与盖体接触后，其局部受力得到有效降低，避免因局部受力过大而引起应力集中，极大提高电池模组的结构安全，从而有利于提升电池包的安全性能。
在一些实施例中，所述防护结构还包括设于所述盖体上的第一扣部，所述第一扣部用于与所述箱体上的第二扣部卡扣配合。如此，在装配时，操作人员只需将第一扣部卡在第二扣部上，即可实现紧固件的防护，如此，大大简化盖体的安装工序，使得紧固件的防护更加便捷、可靠。
在一些实施例中，在所述第一扣部与所述第二扣部两者中，之一为卡扣凸起，另一个为扣孔，这样使得防护结构的安装更加便捷。
在一些实施例中，所述卡扣凸起为蝶扣，将卡扣凸起具体设计为蝶扣，不仅方便盖体与箱体之间连接操作，而且还有利于保证盖体与箱体之间结合稳定。
在一些实施例中，所述防护结构还包括粘贴部，所述粘贴部设于所述盖体上，并用于粘设于所述箱体的内壁上。如此，使得盖体能以粘接方式连接在箱体上，从而使得盖体的安装更加方便。
在一些实施例中，所述盖体背向所述抵触面的一侧面上设有安装面，所述安装面并列于或者环绕于所述盖槽设置，所述粘贴部设于所述安装面上。如此，使得粘贴部能更好设置在盖体上，有利于提高盖体与箱体之间的粘接力度。
在一些实施例中，所述盖体上具有所述抵触面的一侧面朝所述盖槽的方向内凹，以在所述盖体背向所述抵触面的一侧面上形成所述安装面，并在所述盖体具有所述抵触面的一侧面上形成凹槽。如此设计，以内凹方式在盖体的一侧面上形成安装面，在另一侧面上形成凹槽，不仅简化安装面的成型工艺，还有利于减轻盖体的整体重量，节省制作材料。
在一些实施例中，所述盖槽用于盖设至少两个所述紧固件，所述抵触面的面积S1大于至少两个所述紧固件的端部面积S2之和。如此，将抵触面的面积S1大于至少两个紧固件的端部面积S2之和设置，使得抵触面更大，使得盖体与电池模组之间的接触为大面积接触，进一步减少电池模组的局部受力。
第二方面，本申请还提供了一种电池包，所述电池包包括箱体、电池模组及以上任一项所述的防护结构，所述电池模组设于所述箱体内，所述盖体设于所述箱体的内壁上，并盖设所述箱体的紧固件。
在一些实施例中，所述箱体包括塞块、紧固件、底板及围设于所述底板上的至少两个边框，任一相邻两个所述边框之间均设有所述塞块，所述边框与所述塞块通过所述紧固件连接。如此，通过塞块与紧固件，使得任一相邻两个边框稳定连接，有利于提高箱体结构的稳定性。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
图1为一个实施例中所述的电池包结构爆炸示意图；
图2为一个实施例中所述的防护结构一视角图；
图3为一个实施例中所述的防护结构另一视角图；
图4为一个实施例中所述的箱体与防护结构配合局部爆炸图；
图5为一个实施例中所述的箱体结构示意图；
图6为图5中的箱体沿着A-A方向的剖视图。
100、防护结构；110、盖体；111、抵触面；112、盖槽；113、安装面；114、凹槽；120、第一扣部；121、卡扣凸起；122、蝶扣；1221、凸柱；1222、卡片；130、粘贴部；200、箱体；210、第二扣部；211、扣孔；220、底板；230、边框；231、穿孔；240、塞块；250、紧固件；300、电池模组。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。
本发明人注意到，动力电池的电池模组300运行时，发生热膨胀，会与箱体200内的螺栓接触，这样导致电池模组300局部受力，易发生电芯蓝膜破损而导致漏电或短路的风险发生，严重影响其安全性能。
为了隔开电池模组300与螺栓之间直接接触，申请人研究发现，可以在箱体200的内壁增加防护结构100，用于防护结构100代替螺栓与热膨胀的电池模组300接触。然而，在防护结构100与热膨胀的电池模组300接触后，依然会存在局部受力的问题。同时，防护结构100与电池模组300之间还存在是否为绝缘接触的问题，若导电性接触，也同样会引发电池模组300的用电安全问题。
基于以上考虑，为了解决热膨胀后电池模组300局部受力的问题，本发明人经过深入研究，设计了一种防护结构100，防护结构100包括用于装设于箱体200内壁上的盖体110。盖体110上设有用于盖设至少一个紧固件250的盖槽112，盖体110背向盖槽112的一侧面上具有绝缘性能的抵触面111。抵触面111用于与热膨胀后的电池模组300接触，抵触面111的面积S1大于至少一个紧固件250的端部面积S2。
在这样的防护结构100中，由于抵触面111的面积S1大于至少一个紧固件250的端部面积S2，即盖体110较之于紧固件250具有更大的防护面积，因此，热膨胀后的电池模组300与盖体110接触后，其局部受力得到有效降低，避免因局部受力过大而引起应力集中，极大提高电池模组300的结构安全，从而有利于提升电池包的安全性能。
本申请实施例公开的防护结构100可以但不限用于动力电池中，也可以使用其他具有热膨胀特性的电池中，这样避免因局部受力过大而引起应力集中，极大提高电池模组300的结构安全，从而有利于提升电池包的安全性能。
本申请实施例提供一种电池包，该电池包可为动力电池、普通供电电池等。该普通供电电池可应用在但不限于手机、平板、笔记本电脑等。而动力电池可应用在但不限于电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等。
以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种电池包为动力电池为例进行说明。
请参考图1，电池包包括防护结构100、箱体200及电池模组300。在电池包中，电池模组300由多个电池单体组合而成。多个电池单体之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体200内；当然，电池包也可以是多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模块形式，多个电池单体再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体200内。电池包还可以包括其他结构，例如，该电池包还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体之间的电连接。
其中，每个电池单体可以为二次电池或一次电池；还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
根据本申请的一些实施例，请参考图2、图3及图4，本申请提供了一种防护结构100，防护结构100包括用于装设于箱体200内壁上的盖体110，盖体110上设有用于盖设至少一个紧固件250的盖槽112，盖体110背向盖槽112的一侧面上具有绝缘性能的抵触面111，抵触面111用于与热膨胀后的电池模组300接触，抵触面111的面积S1大于至少一个紧固件250的端部面积S2。
请参考图1，箱体200内壁是指箱体200上朝向电池模组300的一侧壁。当箱体200至少包括底板220及围设于底板220上的至少两个边框230时，箱体200内壁也指边框230上朝向电池模组300的一侧面。
紧固件250可为但不仅限于螺栓、螺钉、销钉、铆钉等。而紧固件250的端部应理解为紧固件250固定后露出的一端头，比如：紧固件250的端部为螺栓固定后露在外的头部等。
抵触面111的面积S1可大于一个紧固件250的端部面积S2，也可大于两个以上紧固件250的端部面积S2之和。同时，抵触面111可设计为平面，也可设计为曲面。当然，将抵触面111设计为平面时，其有效的接触面则更大，电池模组300上的局部受力情况也能得到更好地改善。为了便于理解抵触面111的面积S1，请参考图3，图3中虚线框标识的区域可理解为抵触面111的面积S1。
另外，盖体110可整体采用绝缘性材料制备，比如：塑料、橡胶、木质等，以使抵触面111具有绝缘性能；也可部分采用绝缘性材料，比如：盖体110背向盖槽112的一部分采用塑料、橡胶等绝缘材质制备。当然，抵触面111的绝缘性也可在盖体110的一侧喷射绝缘涂层，以获取绝缘性的抵触面111。
为进一步降低电池模组300上的局部受力，可在抵触面111上设置涂层或者铺设缓冲层。比如：缓冲层可为但不仅限于橡胶层、泡沫层、塑料层等。当然，也可在盖体110上增设缓冲结构，例如：在盖体110与箱体200之间增加橡胶垫、弹簧等。当缓冲结构为弹簧时，弹簧一端连接于盖体110上，另一端连接于箱体200上。
在盖体110一侧面开设盖槽112，使得盖体110设于箱体200内壁上时能覆盖紧固件250，以隔开紧固件250与电池模组300。当电池模组300发生热膨胀时，会与具有绝缘性能的抵触面111接触，以代替与具有导电功能的紧固件250接触，如此有利于保证电池模组300的用电安全。由于抵触面111的面积S1大于至少一个紧固件250的端部面积S2，即盖体110较之于紧固件250具有更大的防护面积，因此，热膨胀后的电池模组300与盖体110接触后，其局部受力得到有效降低，避免因局部受力过大而引起应力集中，极大提高电池模组300的结构安全，从而有利于提升电池包的安全性能。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参考图2与图4，防护结构100还包括设于盖体110上的第一扣部120。第一扣部120用于与箱体200上的第二扣部210卡扣配合。
第一扣部120可为凸状结构，第二扣部210可为槽或孔状结构；或者，第一扣部120为槽或孔状结构，第二扣部210为凸状结构。同时，第一扣部120与第二扣部210的数量均可为一个、两个、三个或者更多。在配合时，第一扣部120与第二扣部210为一一对应设置，即一个第一扣部120对应扣在一个第二扣部210上。
在装配时，操作人员只需将第一扣部120卡在第二扣部210上，即可实现紧固件250的防护，如此，大大简化盖体110的安装工序，使得紧固件250的防护更加便捷、可靠。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参考图2与图4，在第一扣部120与第二扣部210两者中，之一为卡扣凸起121，另一个为扣孔211。
当第一扣部120可为卡扣凸起121时，第二扣部210则为扣孔211；当第一扣部120为扣孔211时，第二扣部210则为卡扣凸起121。
卡扣凸起121应理解为：该结构插入扣孔211后，其上具有一个部位能卡在扣孔211的孔壁或者孔边缘上，使得卡扣凸起121无法退出扣孔211，以实现稳定卡扣配合。其中，扣孔211可设计成不同形状，比如：扣孔211设计为但不仅限于方形孔、圆形孔、椭圆形孔、五边形孔等。
将第一扣部120和第二扣部210两者中，一个设计为卡扣凸起121，另一个设计为扣孔211，使得盖体110在覆盖紧固件250时，只需将卡扣凸起121插入扣孔211中，即可实现可靠连接，使得防护结构100的安装更加便捷。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参考图2，卡扣凸起121为蝶扣122。
蝶扣122是指一种卡扣结构，请参考图5与图6，其包括凸柱1221及设于凸柱1221上的卡片1222。卡片1222在凸柱1221呈倾斜设置。当凸柱1221插入扣孔211时，卡片1222被扣孔211的孔壁挤压变形。当卡片1222穿出扣孔211后，因失去挤压力而重新张开，卡在扣孔211的一端，以实现卡扣凸起121与扣孔211之间的卡扣。
将卡扣凸起121具体设计为蝶扣122，不仅方便盖体110与箱体200之间连接操作，而且还有利于保证盖体110与箱体200之间结合稳定。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参考图2，防护结构100还包括粘贴部130。粘贴部130设于盖体110上，并用于粘设于箱体200的内壁上。
粘贴部130可以与第一扣部120同时应用在盖体110上，也可择一设置在盖体110上。同时，粘贴部130可为但不仅限于双面胶、胶水等。
当然，盖体110在箱体200上的连接方式可除了以上的粘接和卡扣方式外，也可设置其他连接结构，比如：在盖体110与箱体200之间设置两个磁性相反的磁铁等。
在盖体110上设置粘贴部130，使得盖体110能以粘接方式连接在箱体200上，从而使得盖体110的安装更加方便。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参考图2，盖体110背向抵触面111的一侧面上设有安装面113。安装面113并列于或者环绕于盖槽112设置。粘贴部130设于安装面113上。
安装面113在盖体110上的布置，可与盖槽112保持并列设置；也可环绕盖槽112的外围延伸设置。当安装面113与盖槽112并列设置时，安装面113可位于两个盖槽112的之间，这样盖体110粘接在箱体200上时，其中部受力，使得盖体110上受力平稳，有利于提高盖体110与箱体200之间结合的稳定性。
在盖体110背向抵触面111的一侧面上设置安装面113，使得粘贴部130能更好设置在盖体110上，有利于提高盖体110与箱体200之间的粘接力度。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参考图2与图3，盖体110上具有抵触面111的一侧面朝盖槽112的方向内凹，以在盖体110背向抵触面111的一侧面上形成安装面113，并在盖体110具有抵触面111的一侧面上形成凹槽114。
安装面113在盖体110上的内凹方式可采用注塑方式实现，也可采用冲压成型方式。另外，凹槽114的形状有多种设计，比如：凹槽114的形状可为但不限于T字状等。
以内凹方式在盖体110的一侧面上形成安装面113，在另一侧面上形成凹槽114，不仅简化安装面113的成型工艺，还有利于减轻盖体110的整体重量，节省制作材料。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参考图3与图4，盖槽112用于盖设至少两个紧固件250。抵触面111的面积S1大于至少两个紧固件250的端部面积S2之和。
在同一盖槽112内可同时覆盖至少两个紧固件250，比如：在同一盖槽112内同时覆盖两个紧固件250。另外，本实施例的抵触面111的面积S1大于至少两个紧固件250的端部面积S2之和。比如：抵触面111的面积S1大于四个紧固件250的端面面积S2之和。
利用盖槽112同时覆盖至少两个紧固件250，使得单个防护结构100能同时防护多个紧固件250，并且可适配多种型号的紧固件250，以提高防护结构100的通用性。同时，将抵触面111的面积S1大于至少两个紧固件250的端部面积S2之和设置，使得抵触面111更大，使得盖体110与电池模组300之间的接触为大面积接触，进一步减少电池模组300的局部受力。
根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池包，请参考图1，电池包包括箱体200、电池模组300及以上任一项的防护结构100，电池模组300设于箱体200内，盖体110设于箱体200的内壁上，并盖设箱体200的紧固件250。
电池包可用于前述的任一用电工具或者设备中。
根据本申请的一些实施例，可选地，请参考图4与图5，箱体200包括塞块240、紧固件250、底板220及围设于底板220上的至少两个边框230。任一相邻两个边框230之间均设有塞块240，边框230与塞块240通过紧固件250连接。
任一相邻两个边框230之间设置塞块240的方式为：边框230的任一端均设有穿孔231，在组装时，将塞块240的两端分别插入两侧的穿孔231中，使得相邻两个边框230相互紧密拼合。
通过塞块240与紧固件250，使得任一相邻两个边框230稳定连接，有利于提高箱体200结构的稳定性。
根据本申请的一些实施例，请参考图3与图4，本申请提供了一种螺栓的保护盖，盖体110上设有蝶扣122和粘贴部130。通过蝶扣122将盖体110卡扣在箱体200的螺栓位置上；同时通过粘贴部130，将盖体110粘接在箱体200上，使得盖体110与箱体200之间连接可靠且安装方便。另外，在箱体200的螺栓与电池模组300之间设计盖体110，隔离螺栓与电池模组300，以防电池模组300在热膨胀过程中与金属螺栓接触。同时盖体110的防护面积较大，可以防止保护盖与电池模组300接触后局部受力从而引起应力集中。

Claims (10)

1.一种防护结构，其特征在于，所述防护结构包括用于装设于箱体内壁上的盖体，所述盖体上设有用于盖设至少一个紧固件的盖槽，所述盖体背向所述盖槽的一侧面上具有绝缘性能的抵触面，所述抵触面用于与热膨胀后的电池模组接触，所述抵触面的面积S1大于至少一个所述紧固件的端部面积S2。
2.根据权利要求1所述的防护结构，其特征在于，所述防护结构还包括设于所述盖体上的第一扣部，所述第一扣部用于与所述箱体上的第二扣部卡扣配合。
3.根据权利要求2所述的防护结构，其特征在于，在所述第一扣部与所述第二扣部两者中，之一为卡扣凸起，另一个为扣孔。
4.根据权利要求3所述的防护结构，其特征在于，所述卡扣凸起为蝶扣。
5.根据权利要求1所述的防护结构，其特征在于，所述防护结构还包括粘贴部，所述粘贴部设于所述盖体上，并用于粘设于所述箱体的内壁上。
6.根据权利要求5所述的防护结构，其特征在于，所述盖体背向所述抵触面的一侧面上设有安装面，所述安装面并列于或者环绕于所述盖槽设置，所述粘贴部设于所述安装面上。
7.根据权利要求6所述的防护结构，其特征在于，所述盖体上具有所述抵触面的一侧面朝所述盖槽的方向内凹，以在所述盖体背向所述抵触面的一侧面上形成所述安装面，并在所述盖体具有所述抵触面的一侧面上形成凹槽。
8.根据权利要求1-7任一项所述的防护结构，其特征在于，所述盖槽用于盖设至少两个所述紧固件，所述抵触面的面积S1大于至少两个所述紧固件的端部面积S2之和。
9.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括箱体、电池模组及权利要求1-8任一项所述的防护结构，所述电池模组设于所述箱体内，所述盖体设于所述箱体的内壁上，并盖设所述箱体的紧固件。
10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，所述箱体包括塞块、紧固件、底板及围设于所述底板上的至少两个边框，任一相邻两个所述边框之间均设有所述塞块，所述边框与所述塞块通过所述紧固件连接。
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