CN217158416U - 一种多功能托盘结构和组合电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池系统技术领域，公开一种多功能托盘结构和组合电池包，多功能托盘结构包括承托板和顶板，顶板间隔设置于承托板的上方，顶板上设有多个贯穿其上下表面的定位安装孔，电芯能够一一对应的固定于顶板设有定位安装孔的位置，承托板与顶板的间隙中设有排气通道，排气通道与多个定位安装孔连通，排气通道通过若干个泄压口与外部大气连通。多功能托盘结构能够实现对电芯的定位安装，同时提高散热效率，保障热安全性能。多功能托盘结构作为组合电池整体结构的底板，兼备了定位安装电芯、散热管理和承托整体结构的功能，整体结构简单紧凑，减少了组合电池包的零部件数量。

Description

一种多功能托盘结构和组合电池包

技术领域

本实用新型涉及电池系统技术领域，尤其涉及一种多功能托盘结构和组合电池包。

背景技术

随着新能源车辆的普及以及快速的发展，电动车辆得到广泛应用。

目前行业内鲜有基于圆柱电芯的电池系统，为数不多的也是基于18650锂电池和21700锂电池等小型的圆柱电芯并采取双层塑料支架进行系统设计。虽然双层塑料支架在系统成本及电池包PACK质量能量密度上更具有优势，但是在电池包PACK整体热安全性上存在较大的风险。当电芯发生热失控时，电芯开阀喷出的高温高压气体会无导向排放，造成电器件的损坏，对系统的安全性造成极大的危害。另外，电池包PACK成组需要的零部件较多，安装定位困难。

因此亟需一种多功能托盘结构和组合电池包，以克服上述的技术问题。

实用新型内容

基于以上所述，本实用新型的目的在于：

1、提供一种多功能托盘结构，能够实现对电芯的定位安装，同时提高散热效率，保障热安全性能，结构简单紧凑，便于安装和生产；

2、提供一种组合电池包，整体结构简单紧凑，减少组合电池包的零部件数量，降低安装和电芯定位的难度。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，提供一种多功能托盘结构，包括承托板和顶板，所述顶板间隔设置于所述承托板的上方，所述顶板上设有多个贯穿其上下表面的定位安装孔，电芯能够一一对应的固定于所述顶板设有所述定位安装孔的位置，所述承托板与所述顶板的间隙中设有排气通道，所述排气通道与多个所述定位安装孔连通，所述排气通道通过若干个泄压口与外部大气连通。

作为多功能托盘结构的一个可选的技术方案，所述排气通道设置有多个，所述排气通道均设置为直管状结构，多个所述排气通道并排设置，所述顶板上同一行或同一列上的所述定位安装孔与同一所述排气通道对应连通，或者相邻设置的至少两行或至少两列上的所述定位安装孔与同一所述排气通道对应连通，相邻所述排气通道之间设置有与其同向延伸的筋板。

作为多功能托盘结构的一个可选的技术方案，所述排气通道的两端均设有所述泄压口，所述泄压口设置于所述承托板和所述顶板之间的间隙中，且同一所述排气通道上的所述泄压口分别设于所述多功能托盘结构相对设置的两个侧面和/或顶板的边缘处。

作为多功能托盘结构的一个可选的技术方案，所述定位安装孔的内径小于所述电芯的外径，

所述定位安装孔的上端设有安装圆槽，所述安装圆槽的内径大于所述定位安装孔的内径，所述电芯的底部伸入并安装于所述安装圆槽中；或者

所述电芯粘接于所述顶板的上表面，所述电芯的底部覆盖于所述定位安装孔的上端。

作为多功能托盘结构的一个可选的技术方案，所述定位安装孔呈蜂巢状分布于所述顶板上。

作为多功能托盘结构的一个可选的技术方案，所述多功能托盘结构还包括限位卡槽，所述限位卡槽设于所述顶板的上表面，所述限位卡槽用于安装冷却系统。

作为多功能托盘结构的一个可选的技术方案，所述多功能托盘结构还包括进出水口支架，所述进出水口支架设于所述顶板的上表面，所述限位进出水口支架用于支撑所述冷却系统的进出水结构件。

作为多功能托盘结构的一个可选的技术方案，所述多功能托盘结构采用一体成型工艺制成。

作为多功能托盘结构的一个可选的技术方案，所述多功能托盘结构采用金属材料制成，所述多功能托盘结构的外表面设有绝缘涂层。

第二方面，提供一种组合电池包，包括电芯、电池包框架和如上所述的多功能托盘结构，所述电芯一一对应的固定于所述顶板设有所述定位安装孔的位置，所述电池包框架设置为底部开口的框架结构，所述多功能托盘结构与所述电池包框架的底部边缘连接，以封堵所述电池包框架的底部开口。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的多功能托盘结构通过顶板从底部承托电芯，且电芯对应顶板上的定位安装孔位置进行固定安装，由于设置于承托板和顶板之间的排气通道与定位安装孔连通，因此电芯散发的热量能够经由其底部从定位安装孔排入排气通道中，再经由其所在的排气通道上的泄压口向外界导出，另外，对于防爆阀设于底部的电芯，防爆阀爆破后喷出的气体及热量可经定位安装孔排到排气通道中，且承托板跟顶板之间设有间隙，也给防爆阀爆破提供一定的空间，把热失控控制在同一条排气通道内，不影响对应其他排气通道设置的电芯，提高了散热效率，保障热安全性能，同时结构简单紧凑，便于安装和生产。

本实用新型提供的组合电池包采用多功能托盘结构充当整体结构的底板，多功能底板兼备了定位安装电芯、散热管理和承托整体结构的功能，整体结构更加简单而紧凑，减少了组合电池包的零部件数量，降低了安装和电芯定位的难度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的多功能托盘结构的结构示意图；

图2是图1中区域A的放大示意图；

图3是本实用新型提供的多功能托盘结构的局部剖面示意图；

图4是本实用新型提供的多功能托盘结构的局部结构示意图。

图中：

1、承托板；2、顶板；3、定位安装孔；4、排气通道；5、泄压口；6、筋板；7、焊缝区域。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图4所示，本实施例提供一种多功能托盘结构，主要用于安装组合电池包中的电芯，尤其适用于圆柱状的电芯。多功能托盘结构包括承托板1和顶板2，顶板2间隔设置于承托板1的上方，顶板2上设有多个贯穿其上下表面的定位安装孔3，电芯能够一一对应的固定于顶板2设有定位安装孔3的位置，承托板1与顶板2的间隙中设有排气通道4，排气通道4与多个定位安装孔3连通，排气通道4通过若干个泄压口5与外部大气连通。

具体而言，本实施例提供的多功能托盘结构通过顶板2从底部承托电芯，且电芯对应顶板2上的定位安装孔3位置进行固定安装，由于设置于承托板1和顶板2之间的排气通道4与定位安装孔3连通，因此电芯散发的热量能够经由其底部从定位安装孔3排入排气通道4中，再经由其所在的排气通道4上的泄压口5向外界导出；另外，对于防爆阀设于底部的电芯，防爆阀爆破后喷出的气体及热量可经定位安装孔3排到排气通道4中，且承托板1跟顶板2之间设有间隙，也给防爆阀爆破提供一定的空间，把热失控控制在同一条排气通道4内，不影响对应其他排气通道4设置的电芯，提高了散热效率，保障热安全性能，同时结构简单紧凑，便于安装和生产。

可选的，排气通道4设置有多个，排气通道4均设置为直管状结构，多个排气通道4并排设置，顶板2上同一行或同一列上的定位安装孔3与同一排气通道4对应连通，相邻排气通道4之间设置有与其同向延伸的筋板6。具体地，如图3所示，在本实施例中，排气通道4沿水平纵向延伸，同一列上的定位安装孔3均与同一个排气通道4连通，即同一列上的电芯通过同一个排气通道4导出热量，筋板6的设置将相邻的两个排气通道4间隔开，并形成定向直线通道，同时作为承托板1和顶板2的连接构件，能够提高多功能托盘结构的整体强度。

在本实用新型的其它实施例中，同一排气通道4也可以与相邻设置的至少两行或至少两列上的定位安装孔3对应连通，即一个排气通道4对应多行或多列上的定位安装孔3，以进一步简化多功能托盘结构的内部结构，降低生产成本。

可选的，排气通道4的两端均设有泄压口5，泄压口5设置于承托板1和顶板2之间的间隙中，且同一排气通道4上的泄压口5分别设于多功能托盘结构相对设置的两个侧面和/或顶板2的边缘处。在本实施例中，多功能托盘结构相对设置的两个侧面设置有泄压口5，以及顶板2上与上述两个侧面相邻的位置也设置有泄压口5，该设置使得电芯与多功能托盘结构形成一个密封面，当电芯开阀后，高温高压的气体就只能进入排气通道4内，在排气通道4内定向的流向两端，最终从这些独立设置于两端的泄压口5中排出，因此高温高压的气体无法流入电池包内部对电气元件造成损坏或者对电芯二次影响。

可选的，定位安装孔3的内径小于电芯的外径，在本实施例中，电芯粘接于顶板2的上表面，电芯的底部覆盖于定位安装孔3的上端。在另一实施例中，定位安装孔3的上端设有安装圆槽，安装圆槽的内径大于定位安装孔3的内径，电芯的底部伸入并安装于安装圆槽中，电芯可以与安装圆槽插接或者粘接，安装圆槽的设置能够对电芯的水平位置进行限定，提高安装稳定性，同时便于电芯的对位安装。无论电芯粘接于顶板2的上表面，或者与安装圆槽插接或者粘接，均能够省去现有技术中常用的电芯支架，降低生产成本。

可选的，排气通道4的宽度大于定位安装孔3的内径。

可选的，多功能托盘结构还包括限位卡槽(图中未示出)，限位卡槽设于顶板2的上表面，限位卡槽用于安装冷却系统。具体而言，冷却系统与从顶板2伸出的电芯的外表面接触，以对电芯进行降温，直接在顶板2上设置限位卡槽，能够提高冷却系统的安装效率。

进一步的，冷却系统采用水冷却系统，多功能托盘结构还包括进出水口支架(图中未示出)，进出水口支架设于顶板2的上表面，进出水口支架用于支撑冷却系统的进出水结构件。优选的，进出水口支架设置于顶板2上的边缘区域，进出水口支架可粘接于顶板2上。

优选的，多功能托盘结构采用金属材料制成，例如采用铝合金、不锈钢等金属，在本实施例中，多功能托盘结构采用铝合金制成。多功能托盘结构的外表面设有绝缘涂层，定位安装孔3的内壁与排气通道4的内壁上均喷涂有绝缘涂层，避免电芯短路。

优选的，多功能托盘结构采用一体成型工艺制成，在本实施例中，多功能托盘结构通过铝挤出成型工艺一体成型制成，强度更高。具体地，多功能托盘结构依次经过铝挤出成型、精铣加工、精镗加工、绝缘喷涂或热压/粘接绝缘膜等工艺加工而成，上述的工艺步骤均为现有技术，在此不再赘述。

值得一提的是，当多功能托盘结构的尺寸较小时，铝挤型材可以一体成型；而当多功能托盘结构的尺寸较大时，铝挤型材无法一体成型，此时可以在加工绝缘层之前，将多块铝挤型材制成的多功能托盘结构通过搅拌摩擦焊加工工艺连接，以形成尺寸较大的多功能托盘结构，通过该手段制成的多功能托盘结构的顶板2上留有焊缝区域7。

当然，承托板1、顶板2和筋板6也可以分别机加工成型，然后通过焊接等工艺相互固定连接。

优选的，定位安装孔3的横截面设置为与圆柱形电芯的外轮廓相适配的圆形结构，提高限位可靠性和安装便捷性。

优选的，定位安装孔3呈蜂巢状分布于顶板2上。

优选的，顶板2上还设有安装架，用于固定安装高低压输出装置。

本实施例还提供一种组合电池包，包括电芯、电池包框架和如上的多功能托盘结构，电芯一一对应的固定于顶板2设有定位安装孔3的位置，电芯的底部粘接于承托板1上，电池包框架设置为底部开口的框架结构，多功能托盘结构与电池包框架的底部边缘连接，以封堵电池包框架的底部开口。

具体而言，组合电池包采用多功能托盘结构充当整体结构的底板，多功能底板兼备了定位安装电芯、散热管理和承托整体结构的功能，整体结构更加简单而紧凑，减少了组合电池包的零部件数量，降低了安装和电芯定位的难度。

进一步的，组合电池包还包括冷却系统，冷却系统固定安装于限位卡槽中，冷却系统采用水冷却系统，其进出水结构件通过进出水口支架支撑和固定。优选的，冷却系统可采用蛇形管，蛇形管中通入降温水介质。

优选的，电池包框架与多功能托盘结构通过焊接或铆接等工艺连接。在组装组合电池包时，可先将电池包框架与多功能托盘结构连接形成箱体结构，再安装电芯、散热系统等其它模块。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种多功能托盘结构，其特征在于，包括承托板(1)和顶板(2)，所述顶板(2)间隔设置于所述承托板(1)的上方，所述顶板(2)上设有多个贯穿其上下表面的定位安装孔(3)，电芯能够一一对应的固定于所述顶板(2)设有所述定位安装孔(3)的位置，所述承托板(1)与所述顶板(2)的间隙中设有排气通道(4)，所述排气通道(4)与多个所述定位安装孔(3)连通，所述排气通道(4)通过若干个泄压口(5)与外部大气连通。

2.根据权利要求1所述的多功能托盘结构，其特征在于，所述排气通道(4)设置有多个，所述排气通道(4)均设置为直管状结构，多个所述排气通道(4)并排设置，所述顶板(2)上同一行或同一列上的所述定位安装孔(3)与同一所述排气通道(4)对应连通，或者相邻设置的至少两行或至少两列上的所述定位安装孔(3)与同一所述排气通道(4)对应连通，相邻所述排气通道(4)之间设置有与其同向延伸的筋板(6)。

3.根据权利要求2所述的多功能托盘结构，其特征在于，所述排气通道(4)的两端均设有所述泄压口(5)，所述泄压口(5)设置于所述承托板(1)和所述顶板(2)之间的间隙中，且同一所述排气通道(4)上的所述泄压口(5)分别设于所述多功能托盘结构相对设置的两个侧面和/或顶板(2)的边缘处。

4.根据权利要求1所述的多功能托盘结构，其特征在于，所述定位安装孔(3)的内径小于所述电芯的外径，

所述定位安装孔(3)的上端设有安装圆槽，所述安装圆槽的内径大于所述定位安装孔(3)的内径，所述电芯的底部伸入并安装于所述安装圆槽中；或者

所述电芯粘接于所述顶板(2)的上表面，所述电芯的底部覆盖于所述定位安装孔(3)的上端。

5.根据权利要求1所述的多功能托盘结构，其特征在于，所述定位安装孔(3)呈蜂巢状分布于所述顶板(2)上。

6.根据权利要求1所述的多功能托盘结构，其特征在于，所述多功能托盘结构还包括限位卡槽，所述限位卡槽设于所述顶板(2)的上表面，所述限位卡槽用于安装冷却系统。

7.根据权利要求6所述的多功能托盘结构，其特征在于，所述多功能托盘结构还包括进出水口支架，所述进出水口支架设于所述顶板(2)的上表面，所述进出水口支架用于支撑所述冷却系统的进出水结构件。

8.根据权利要求1至7任一项所述的多功能托盘结构，其特征在于，所述多功能托盘结构采用一体成型工艺制成。

9.根据权利要求8所述的多功能托盘结构，其特征在于，所述多功能托盘结构采用铝合金制成，所述多功能托盘结构通过铝挤出成型工艺制成。

10.一种组合电池包，其特征在于，包括电芯、电池包框架和如权利要求1-9任一项所述的多功能托盘结构，所述电芯一一对应的固定于所述顶板(2)设有所述定位安装孔(3)的位置，所述电池包框架设置为底部开口的框架结构，所述多功能托盘结构与所述电池包框架的底部边缘连接，以封堵所述电池包框架的底部开口。

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