CN219759812U - 电芯支架、电池包及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电芯支架、电池包及用电设备，涉及电池技术领域，包括支架本体，支架本体包括相对设置的第一端面和第二端面；至少一个电芯孔，电芯孔开设于支架本体，且电芯孔贯通第一端面和第二端面，电芯孔用于容纳电芯；在第一端面上，沿每个电芯孔的周侧间隔设置有至少两个电芯卡扣，和/或，在第二端面上，沿每个电芯孔的周侧间隔设置有至少两个电芯卡扣；沿垂直于第一端面或第二端面的方向，电芯卡扣的投影面积小于电芯孔的投影面积，电芯卡扣用于与电芯的端部以及侧面卡接。由于电芯卡扣的投影面积较小，未完全包覆电芯的侧面和端部，增大了电芯与空气或者其他散热介质之间接触面积，从而提升了电芯的散热效率。

Description

电芯支架、电池包及用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电芯支架、电池包及用电设备。

背景技术

在电池包制造过程中，通常利用电芯支架将多个电芯整合在一起，再将电芯支架和电芯整体放入电池包壳体内，进行后续的封装工艺。

电芯的散热效率直接影响电池包的性能和耐久度，目前，电芯支架通常整体包覆在电芯的侧面以及端部，导致电芯的散热面积较小，不利于提升电芯的散热效率。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种电芯支架、电池包及用电设备，以解决现有技术中，电芯支架通常整体包覆在电芯的侧面以及端部，导致电芯的散热面积较小，不利于提升电芯的散热效率的问题。

为实现上述目的，第一方面，本申请提供一种电芯支架，包括：

支架本体，所述支架本体包括相对设置的第一端面和第二端面；

至少一个电芯孔，所述电芯孔开设于所述支架本体，且所述电芯孔贯通所述第一端面和所述第二端面，所述电芯孔用于容纳电芯；

在所述第一端面上，沿每个所述电芯孔的周侧设置有至少一个电芯卡扣，和/或，在所述第二端面上，沿每个所述电芯孔的周侧设置有至少一个所述电芯卡扣；

沿垂直于所述第一端面或所述第二端面的方向，所述电芯卡扣的投影面积小于所述电芯孔的投影面积，所述电芯卡扣用于与所述电芯的端部以及侧面卡接。

优选地，在所述第一端面上，沿每个所述电芯孔的周侧间隔设置有至少两个所述电芯卡扣，和/或，在所述第二端面上，沿每个所述电芯孔的周侧间隔设置有至少两个所述电芯卡扣。

优选地，所述电芯卡扣包括垂直于所述第一端面或所述第二端面的竖直部，所述竖直部用于与所述电芯的侧面接触；

所述竖直部包括与所述第一端面或所述第二端面连接的固定端，以及背离所述第一端面或所述第二端面的自由端，所述自由端由所述电芯孔的孔周至孔心方向弯折形成水平部，所述水平部用于与所述电芯的端部接触。

优选地，沿垂直于所述第一端面或所述第二端面的方向，所述水平部由所述电芯孔的孔周至孔心方向的投影面积逐渐减小。

优选地，相邻的两个所述竖直部之间设置有加强筋，其中，相邻的两个所述竖直部分别位于不同的所述电芯孔的周侧。

优选地，所述加强筋上设置有缺口。

优选地，所述支架本体包括第一支架和第二支架，所述第一支架和所述第二支架扣合成所述支架本体；

所述第一端面位于所述第一支架背离所述第二支架的一侧，所述第二端面位于所述第二支架背离所述第一支架的一侧；

所述电芯孔包括第一子电芯孔和第二子电芯孔，所述第一子电芯孔设置于所述第一支架，所述第二子电芯孔设置于所述第二支架，且所述第一子电芯孔和所述第二子电芯孔同轴设置。

优选地，所述第一支架和所述第二支架可拆卸连接。

第二方面，本申请提供一种电池包，包括若干电芯，所述电池包还包括：壳体、灌封胶体以及上述的电芯支架，所述电芯插装在所述电芯孔中，且与所述电芯卡扣卡接；

所述电芯支架设置于所述壳体内，所述灌封胶体填充于所述电芯支架与所述壳体的装配间隙中。

优选地，所述支架本体的边缘设置有第一定位部，所述壳体的内壁设置有第二定位部，所述第一定位部与所述第二定位部定位配合。

第三方面，本申请提供一种用电设备，包括上述的电池包。

在本申请实施例中，电芯支架包括：支架本体，支架本体包括相对设置的第一端面和第二端面；至少一个电芯孔，电芯孔开设于支架本体，且电芯孔贯通第一端面和第二端面，电芯孔用于容纳电芯；在第一端面上，沿每个电芯孔的周侧设置有至少一个电芯卡扣，和/或，在第二端面上，沿每个电芯孔的周侧间隔设置有至少一个电芯卡扣；沿垂直于第一端面或第二端面的方向，电芯卡扣的投影面积小于电芯孔的投影面积，电芯卡扣用于与电芯的端部以及侧面卡接。在电芯与电芯支架装配时，利用电芯孔固定电芯的侧面，利用电芯卡扣固定电芯的侧面和端部，由于电芯卡扣的投影面积较小，未完全包覆电芯的侧面和端部，在保证了电芯稳定安装的基础上，减少了电芯支架在电芯侧面和端部的覆盖面积，增大了电芯与空气或者其他散热介质之间接触面积，从而提升了电芯的散热效率。

本申请所述的电池包和用电设备，相对于现有技术，与电芯支架具备相同的优势，在此不再赘述。

附图说明

图1是本申请中电芯支架结构示意图；

图2是本申请中图1的正视图；

图3是本申请中图1的俯视图；

图4是本申请中电池包结构示意图；

图5是本申请中电池包爆炸结构示意图。

附图标记说明

10-支架本体；10A-第一端面；10B-第二端面；101-第一支架；102-第二支架；20-电芯孔；30-电芯；40-电芯卡扣；401-竖直部；402-水平部；50-加强筋；501-缺口；60-第一定位部；70-采集板；80-镍片；90-灌封胶体；100-BMS板。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参见附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”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的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

参照图1至图3所示，本申请实施例提供了一种电芯支架，包括：支架本体10，支架本体10包括相对设置的第一端面10A和第二端面10B；至少一个电芯孔20，电芯孔20开设于支架本体10，且电芯孔20贯通第一端面10A和第二端面10B，电芯孔20用于容纳电芯30；在第一端面10A上，沿每个电芯孔20的周侧设置有至少一个电芯卡扣40，和/或，在第二端面10B上，沿每个电芯孔20的周侧设置有至少一个电芯卡扣40；沿垂直于第一端面10A或第二端面10B的方向，电芯卡扣40的投影面积小于电芯孔20的投影面积，电芯卡扣40用于与电芯30的端部以及侧面卡接。

具体而言，如图1至图3所示，支架本体10具有一定厚度，沿自身厚度方向的两侧，支架本体10包括相对设置的第一端面10A和第二端面10B，如图1所示，第一端面10A为支架本体10的上端面，第二端面10B为支架本体10的下端面。支架本体10上开设有至少一个电芯孔20，电芯孔20用于容纳电芯30的部分侧表面，以圆柱电芯为例，电芯孔20的孔径略大于电芯30的外径，从而电芯30能够穿设于电芯孔20内。电芯孔20的数量可以根据支架本体10的尺寸以及电芯30的数量进行选择，每一个电芯孔20对应一个电芯30。电芯30包括侧面和端部，端部设置有极耳，利用极耳实现电路导通。

当电芯30穿设于电芯孔20内时，电芯30的两端凸出于第一端面10A和第二端面10B，也即电芯30的端部以及部分侧表面凸出于第一端面10A和第二端面10B。为对电芯30的凸出部分实现固定收纳，可在第一端面10A上，沿每个电芯孔20的周侧设置至少一个电芯卡扣40，利用电芯卡扣40对电芯30凸出于第一端面10A的部分进行固定收纳；同样地，还可在第二端面10B上，沿每个电芯孔20的周侧设置至少一个电芯卡扣40，利用电芯卡扣40对电芯30凸出于第二端面10B的部分进行固定收纳；优选地，在第一端面10A和第二端面10B均设置电芯卡扣40，同时对电芯30两端实现固定收纳。每个电芯孔20的周侧所设置的电芯卡扣40的数量可以为一个、两个或者多个，具体数量可以根据电芯30的以及电芯卡扣40的尺寸进行选择，能够在保证电芯30稳定安装的同时，不完全包覆电芯30的侧面及端部即可，本申请实施例对此不做限定。电芯卡扣40与第一端面10A或第二端面10B的连接方式可以为粘接、焊接等，电芯卡扣40与第一端面10A或第二端面10B也可采用一体式结构，利用开模制作的方式一体成型，结构强度更佳。

沿垂直于第一端面10A或第二端面10B的方向，电芯卡扣40的投影面积小于电芯孔20的投影面积，在电芯卡扣40与电芯30卡接时，电芯卡扣40未完全包覆电芯30的端部以及侧面。

在本申请实施例中，在电芯30与电芯支架装配时，利用电芯孔20固定电芯30的侧面，利用间隔设置的电芯卡扣40固定电芯30的侧面和端部，由于电芯卡扣40的投影面积较小，未完全包覆电芯30的侧面和端部，在保证了电芯30稳定安装的基础上，减少了电芯支架在电芯30侧面和端部的覆盖面积，增大了电芯30与空气或者其他散热介质之间接触面积，从而提升了电芯30的散热效率。

优选地，参照图1至图3所示，在第一端面10A上，沿每个电芯孔20的周侧间隔设置有至少两个电芯卡扣40，和/或，在第二端面10B上，沿每个电芯孔20的周侧间隔设置有至少两个电芯卡扣40。

具体而言，如图1至图3所示，每个电芯孔20的周侧所设置的电芯卡扣40的数量可以为一个、两个或者多个，在本申请实施例中，每个电芯孔20的周侧所设置的电芯卡扣40的数量为至少两个，例如两个、三个、四个等，并且至少两个电芯卡扣40沿每个电芯孔20的周侧间隔设置。

由于电芯卡扣40的投影面积较小，且在电芯孔20的周侧间隔设置，当电芯30嵌设于电芯卡扣40内时，电芯卡扣40未完全覆盖电芯30的侧面和端部，在电芯30的侧面和端部预留出散热区域，以便增大电芯30与空气或者其他散热介质的接触面积。电芯卡扣40的数量可根据电芯30的外径进行选择，如电芯30的外径较大时，可增加电芯卡扣40的数量，以提升电芯30安装的稳定性。

优选地，参照图1至图3所示，电芯卡扣40包括垂直于第一端面10A或第二端面10B的竖直部401，竖直部401用于与电芯30的侧面接触；竖直部401包括与第一端面10A或第二端面10B连接的固定端，以及背离第一端面10A或第二端面10B的自由端，自由端由电芯孔20的孔周至孔心方向弯折形成水平部402，水平部402用于与电芯30的端部接触。

具体而言，如图1至图3所示，电芯卡扣40包括竖直部401和水平部402，在第一端面10A或第二端面10B上形成L型的电芯卡扣40，竖直部401用于与电芯30的侧面接触，水平部402用于与电芯30的端部接触。当每个电芯孔20的周侧设置至少两个电芯卡扣40时，对应地，至少两个竖直部401间隔设置，至少两个水平部402也间隔设置，从而在电芯30与电芯卡扣40卡接时，电芯30的侧面以及端部均部分暴露于空气或其他散热介质中，可增大电芯30的散热效率。

优选地，参照图1至图3所示，沿垂直于第一端面10A或第二端面10B的方向，水平部402由电芯孔20的孔周至孔心方向的投影面积逐渐减小。

具体而言，如图1至图3所示，水平部402由电芯孔20的孔周至孔心方向弯折，水平部402用于与电芯30的端部接触。由于水平部402越靠近端部中心处受力越小，所需结构强度也就越低，因此，由电芯孔20的孔周至孔心方向，水平部402的投影面积逐渐减小，在不影响电芯30安装稳定性的前提下，能够进一步减少电芯30端部被覆盖的面积，进一步增大电芯30与空气或者其他散热介质之间接触面积，从而提升了电芯30的散热效率。

优选地，参照图1至图3所示，相邻的两个竖直部401之间设置有加强筋50，其中，相邻的两个竖直部401分别位于不同的电芯孔20的周侧。

具体而言，如图1至图3所示，竖直部401用于与电芯30的侧面接触，需要对电芯30实现径向限位，为避免竖直部401由于电芯30的挤压发生晃动、变形，可以在相邻的两个竖直部401之间设置有加强筋50，该相邻的两个竖直部401分别位于不同的电芯孔20的周侧，通过设置加强筋50，能够提升竖直部401的结构强度。加强筋50与竖直部401之间可采用粘接、焊接等方式实现装配，亦可采用一体式结构。

优选地，参照图1至图3所示，加强筋50上设置有缺口501。

具体而言，如图1至图3所示，缺口501的形状可以为V型、U型等。通过在加强筋50上设置缺口501，一方面能够进一步减少电芯支架对电芯30散热的影响，能够使电芯30之间填充更多散热介质，提升散热效率；另一方面，也能减少用料，实现轻量化，同时也能节约生产成本。

优选地，参照图1至图3所示，支架本体10包括第一支架101和第二支架102，第一支架101和第二支架102扣合成支架本体10；第一端面10A位于第一支架101背离第二支架102的一侧，第二端面10B位于第二支架102背离第一支架101的一侧；电芯孔20包括第一子电芯孔和第二子电芯孔，第一子电芯孔设置于第一支架101，第二子电芯孔设置于第二支架102，且第一子电芯孔和第二子电芯孔同轴设置。

具体而言，如图1至图3所示，考虑到电芯30与电芯支架的装配便利性，支架本体10包括第一支架101和第二支架102，第一支架101和第二支架102可通过粘接、焊接、卡接、螺栓连接等方式实现装配，优选地，第一支架101和第二支架102采用卡接或螺栓连接这类可拆卸连接的方式进行装配，便于安装和拆卸。在组装电芯30时，可先将电芯30插入第一支架101的第一子电芯孔内，电芯30凸出于第一端面10A的部分与电芯卡扣40卡接；然后将第二支架102盖设于第一支架101，电芯30凸出于第二端面10B的部分伸入第二子电芯孔内，并最终与电芯卡扣40卡接。

参照图4至图5所示，本申请提供还一种电池包，包括若干电芯30，电池包还包括：壳体、灌封胶体90以及上述的电芯支架，电芯30插装在电芯孔20中，且与电芯卡扣40卡接；电芯支架设置于壳体内，灌封胶体90填充于电芯支架与壳体的装配间隙中。

具体而言，如图4至图5所示，电池包由若干电芯30排布而成，电芯30的数量可以根据电池包的续航、功率等参数进行选择。电池包还包括壳体、灌封胶体以及上述的电芯支架，壳体可采用铝壳，用于承载内部的电芯支架、电芯30、BMS模块等，灌封胶体填充于电芯支架与壳体的装配间隙中，灌封胶体采用导热性良好的材质制成，在与电芯30的侧面和端部接触时，能够快速实现散热；灌封胶体也能提升电芯支架与壳体装配的稳定性，避免电芯支架在壳体内发生偏斜、晃动。

如图5所示，电池包自上而下包括采集板70、镍片80、第一支架101、电芯30、第二支架102、镍片80以及灌封胶体90，电芯30侧面设置有BMS板100。

优选地，参照图1至图3所示，支架本体的边缘设置有第一定位部60，壳体的内壁设置有第二定位部，第一定位部60与第二定位部定位配合。

具体而言，如图1至图3所示，在电芯支架与壳体装配时，在支架本体的边缘设置有第一定位部60，壳体的内壁设置有第二定位部，第一定位部60与第二定位部定位配合，从而保证了电芯支架与壳体对位的准确性，提升了安装效率。第一定位部60可以为定位槽，对应地，第二定位部可以为定位块；同样地，第一定位部60可以为定位块，对应地，第二定位部可以为定位槽。

在本申请实施例中，电池包采用上述电芯支架，电芯支架包括：支架本体10，支架本体10包括相对设置的第一端面10A和第二端面10B；至少一个电芯孔20，电芯孔20开设于支架本体10，且电芯孔20贯通第一端面10A和第二端面10B，电芯孔20用于容纳电芯30；在第一端面10A上，沿每个电芯孔20的周侧设置有至少一个电芯卡扣40，和/或，在第二端面10B上，沿每个电芯孔20的周侧间隔设置有至少一个电芯卡扣40；电芯卡扣40的投影面积小于电芯孔20的投影面积，电芯卡扣40用于与电芯30的端部以及侧面卡接。在电芯30与电芯支架装配时，利用电芯孔20固定电芯30的侧面，利用间隔设置的电芯卡扣40固定电芯30的侧面和端部，由于电芯卡扣40的投影面积较小，未完全包覆电芯30的侧面和端部，在保证了电芯30稳定安装的基础上，减少了电芯支架在电芯30侧面和端部上的覆盖面积，增大了电芯30与空气或者其他散热介质之间接触面积，从而提升了电芯30的散热效率，保证了电池包的安全性和耐久性。

本申请提供还一种用电设备，包括上述的电池包。

用电设备可以为电动自行车、移动储能电源、电动汽车、储能电站等，也可以为其他需要通过电池包进行供电的设备，本申请实施例对此不做限定。

在本申请实施例中，用电设备采用具有上述电芯支架的电池包，电芯支架包括：支架本体10，支架本体10包括相对设置的第一端面10A和第二端面10B；至少一个电芯孔20，电芯孔20开设于支架本体10，且电芯孔20贯通第一端面10A和第二端面10B，电芯孔20用于容纳电芯；在第一端面10A上，沿每个电芯孔20的周侧设置有至少一个电芯卡扣40，和/或，在第二端面10B上，沿每个电芯孔20的周侧设置有至少一个电芯卡扣40；沿垂直于第一端面10A或第二端面10B的方向，电芯卡扣40的投影面积小于电芯孔20的投影面积，电芯卡扣40用于与电芯的端部以及侧面卡接。在电芯与电芯支架装配时，利用电芯孔20固定电芯的侧面，利用间隔设置的电芯卡扣40固定电芯的侧面和端部，由于电芯卡扣40的投影面积较小，未完全包覆电芯30的侧面和端部，在保证了电芯稳定安装的基础上，减少了电芯支架在电芯侧面和端部上的覆盖面积，增大了电芯30与空气或者其他散热介质之间接触面积，从而提升了电芯30的散热效率，保证了用电设备的安全性和耐久性。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种电芯支架，其特征在于，包括：

支架本体，所述支架本体包括相对设置的第一端面和第二端面；

至少一个电芯孔，所述电芯孔开设于所述支架本体，且所述电芯孔贯通所述第一端面和所述第二端面，所述电芯孔用于容纳电芯；

在所述第一端面上，沿每个所述电芯孔的周侧设置有至少一个电芯卡扣，和/或，在所述第二端面上，沿每个所述电芯孔的周侧设置有至少一个所述电芯卡扣；

沿垂直于所述第一端面或所述第二端面的方向，所述电芯卡扣的投影面积小于所述电芯孔的投影面积，所述电芯卡扣用于与所述电芯的端部以及侧面卡接。

2.根据权利要求1所述的电芯支架，其特征在于，在所述第一端面上，沿每个所述电芯孔的周侧间隔设置有至少两个所述电芯卡扣，和/或，在所述第二端面上，沿每个所述电芯孔的周侧间隔设置有至少两个所述电芯卡扣。

3.根据权利要求1所述的电芯支架，其特征在于，所述电芯卡扣包括垂直于所述第一端面或所述第二端面的竖直部，所述竖直部用于与所述电芯的侧面接触；

所述竖直部包括与所述第一端面或所述第二端面连接的固定端，以及背离所述第一端面或所述第二端面的自由端，所述自由端由所述电芯孔的孔周至孔心方向弯折形成水平部，所述水平部用于与所述电芯的端部接触。

4.根据权利要求3所述的电芯支架，其特征在于，沿垂直于所述第一端面或所述第二端面的方向，所述水平部由所述电芯孔的孔周至孔心方向的投影面积逐渐减小。

5.根据权利要求3所述的电芯支架，其特征在于，相邻的两个所述竖直部之间设置有加强筋，其中，相邻的两个所述竖直部分别位于不同的所述电芯孔的周侧。

6.根据权利要求5所述的电芯支架，其特征在于，所述加强筋上设置有缺口。

7.根据权利要求1所述的电芯支架，其特征在于，所述支架本体包括第一支架和第二支架，所述第一支架和所述第二支架扣合成所述支架本体；

所述第一端面位于所述第一支架背离所述第二支架的一侧，所述第二端面位于所述第二支架背离所述第一支架的一侧；

所述电芯孔包括第一子电芯孔和第二子电芯孔，所述第一子电芯孔设置于所述第一支架，所述第二子电芯孔设置于所述第二支架，且所述第一子电芯孔和所述第二子电芯孔同轴设置。

8.根据权利要求7所述的电芯支架，其特征在于，所述第一支架和所述第二支架可拆卸连接。

9.一种电池包，包括若干电芯，其特征在于，所述电池包还包括：壳体、灌封胶体以及权利要求1-8任一项所述的电芯支架，所述电芯插装在所述电芯孔中，且与所述电芯卡扣卡接；

所述电芯支架设置于所述壳体内，所述灌封胶体填充于所述电芯支架与所述壳体的装配间隙中。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，

所述支架本体的边缘设置有第一定位部，所述壳体的内壁设置有第二定位部，所述第一定位部与所述第二定位部定位配合。

11.一种用电设备，其特征在于，包括：权利要求9-10任一项所述的电池包。