WO2025200529A1 - 用于盖板与电芯支架的卡扣结构及电池模组 - Google Patents

Abstract

一种用于盖板与电芯支架的卡扣结构及电池模组，卡扣结构包括第一构件（1）和第二构件（2），第一构件（1）具有卡孔（11），卡孔（11）包括依次设置并连通的第一孔部（111）、连通部（113）以及第二孔部（112），且卡孔（11）在连通部（113）处呈收缩状；第二构件（2）包括基体（21）以及设置于基体（21）表面的第一卡扣（22）和第二卡扣（23），第一卡扣（22）与第一孔部（111）卡接，第二卡扣（23）与第二孔部（112）卡接。

Description

用于盖板与电芯支架的卡扣结构及电池模组

本申请要求在2024年10月31日提交中国专利局、申请号为202422656176.4的中国专利申请的优先权，以上申请的全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及电池技术领域，例如涉及一种用于盖板与电芯支架的卡扣结构及电池模组。

背景技术

电池模组主要包括电池箱体、电芯支架和电芯组，电芯支架用于固定电芯组，且电芯支架与电芯组均安装于电池箱体内。为了电芯组的组装，电池箱体通常设计为可拆装的分体组装结构，比如，电池箱体包括箱主体和盖板，将电芯支架与电芯组安装于箱主体内后，再组装盖板。

技术问题

相关技术中，为了降本增效，盖板通常选用聚碳酸酯（Polycarbonate，PC）板，然后将盖板与电芯支架通过圆形卡扣方式进行卡接。由于电芯支架上的卡扣的头部尺寸大于盖板上的卡孔尺寸，而PC板的强度也较低，在盖板与电芯支架卡接过程中，PC板的卡孔容易被卡扣的头部撑裂，导致PC板报废，从而增加生产成本。然而，若为了避免PC板被卡扣损坏而增大卡孔的尺寸，则容易造成卡接不牢靠，导致无效安装，影响产品质量，使得产品的不良率较高。

技术解决方案

本申请提供一种用于盖板与电芯支架的卡扣结构及电池模组，使得盖板即使选用PC板也可以降低盖板在组装过程中的损坏率，能够降低成本，提高产品的良品率。

第一方面，本申请提供了一种用于盖板与电芯支架的卡扣结构，包括：

第一构件，第一构件具有卡孔，卡孔包括依次设置并连通的第一孔部、连通部以及第二孔部，且卡孔在连通部处呈收缩状；

第二构件，包括基体以及设置于基体表面的第一卡扣和第二卡扣，第一卡扣与第一孔部卡接，第二卡扣与第二孔部卡接。

第二方面，本申请提供了一种电池模组，包括箱主体、盖板、电芯支架和电芯组，电芯支架和电芯组均安装于箱主体内，盖板与电芯支架采用第一方面提供的用于盖板与电芯支架的卡扣结构卡接连接。

有益效果

本申请的有益效果在于：

本申请提供的卡扣结构，包括第一构件和第二构件，对于第一构件的卡孔而言，连通部可分摊第一卡扣卡入第一孔部及第二卡扣卡入第二孔部过程中的作用力，从而避免卡孔因卡接力过大而撕裂；此外，由于卡孔在连通部呈收缩状，可保证第一卡扣与第一孔部之间的卡接强度以及第二卡扣与第二孔部之间的卡接强度，可消除制造公差及预留间隙原因造成的卡接松动的缺陷，能够提高连接强度。

本申请提供的电池模组，通过应用卡扣结构，使得其盖板即使选用PC板也可以降低盖板在组装过程中的损坏率，能够降低成本，提高产品的良品率。

附图说明

图1示出了本申请一些实现方式提供的盖板和电芯支架组装后的结构示意图。

图2示出了本申请一些实现方式提供的盖板和电芯支架组装前的结构示意图。

图3示出了本申请一些实现方式提供的卡扣结构组装后的结构示意图。

图4示出了本申请一些实现方式提供的卡扣结构组装前的结构示意图。

图5示出了本申请一些实现方式提供的电池模组的结构示意图。

附图标记：

100、盖板；200、电芯支架；300、箱主体；400、电芯组；

1、第一构件；11、卡孔；111、第一孔部；112、第二孔部；113、连通部；

2、第二构件；21、基体；22、第一卡扣；221、第一连接部；222、第一卡凸部；23、第二卡扣；231、第二连接部；232、第二卡凸部；24、支撑体。

本发明的实施方式

在本申请中，术语“包括”、“包含”、“具有”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本申请中，术语“和/或”，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，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“和/或”的关系。

本申请中，术语“连接”、“结合”、“耦合”、“安装”可以是直接连接、结合、耦合或安装，也可以是间接连接、结合、耦合或安装。其中，进行举例示范，直接连接指的是两个零件或组件之间不需设置中间件而连接在一起，间接连接指的是两个零件或组件分别与至少一个中间件连接，这两个零件或组件通过中间件实现连接。此外，“连接”和“耦合”不限于物理或机械连接或耦合，并且可以包括电连接或耦合。

在本申请中，本领域普通技术人员将理解，结合数量或条件使用的相对术语（例如，“约”，“大约”，“基本”等）为包括所述值并且具有上下文所指示的含义。例如，该相对术语至少包括与特定值的测量相关的误差程度，与特定值相关的由制造，组装，使用造成的公差等。这种术语也应被视为公开了由两个端点的绝对值限定的范围。相对术语可指代所指示的值的一定百分比（例如1％，5％，10％或更多）的加或减。未采用相对术语的数值，也应该被揭示为具有公差的特定值。此外，“基本”在表达相对的角度位置关系时（例如，基本平行，基本垂直），可指代在所指示的角度的基础上加或减一定度数（例如1度，5度，10度或更多）。

在本申请中，本领域普通技术人员将理解，由组件执行的功能可以为由一个组件，多个组件，一个零件，或多个零件执行。同样的，由零件执行的功能也可以由一个零件，一个组件，或多个零件组合来执行。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等方位词是以附图所示的方位和位置关系来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。还应当理解的，上侧、下侧、左侧、右侧、前侧、后侧等方位词不仅代表正方位，也可以理解为侧方位。例如，下方可以包括正下方、左下方、右下方、前下方以及后下方等。

图1示出了本申请实施例提供的盖板100和电芯支架200组装后的结构示意图。图2示出了本申请实施例提供的盖板100和电芯支架200组装前的结构示意图。如图1、图2和图5所示，本申请提供了一种电池模组，包括箱主体（300）、盖板100、电芯支架200和电芯组（400），电芯支架200和电芯组（400）均安装于箱主体（300）内，电芯支架200上具有多个卡扣，盖板100上具有多个卡孔11，卡扣与卡孔11一一对应卡接，从而实现盖板100与电芯支架200之间的卡接连接，以提高电池模组的组装效率。

本申请提供了一种用于盖板100与电芯支架200的卡扣结构，避免了在将盖板与电芯支架进行卡接时，由于电芯支架上的卡扣的头部尺寸大于盖板上的卡孔尺寸，且盖板的强度也较低，导致的盖板的卡孔容易被卡扣的头部撑裂的缺陷，使得盖板100即使选用PC板也可以降低盖板100在组装过程中的损坏率，能够降低成本，提高产品的良品率。

图3示出了本申请实施例提供的卡扣结构组装后的结构示意图。图4示出了本申请实施例提供的卡扣结构组装前的结构示意图。如图3至图4所示，该卡扣结构包括第一构件1和第二构件2，第一构件1具有卡孔11，卡孔11包括依次设置并连通的第一孔部111、连通部113以及第二孔部112，且卡孔11在连通部113处呈收缩状；第二构件2包括基体21以及设置于基体21表面的第一卡扣22和第二卡扣23，第一卡扣22与第一孔部111卡接，第二卡扣23与第二孔部112卡接。

对于第一构件1的卡孔11而言，连通部113可分摊第一卡扣22卡入第一孔部111及第二卡扣23卡入第二孔部112过程中的作用力，从而避免卡孔11因卡接力过大而撕裂；此外，由于卡孔11在连通部113呈收缩状，可保证第一卡扣22与第一孔部111之间的卡接强度以及第二卡扣23与第二孔部112之间的卡接强度，可消除制造公差及预留间隙原因造成的卡接松动的缺陷，能够提高连接强度。

本申请提供的卡扣结构用于盖板100和电芯支架200之间的卡接连接时，第一构件1为盖板100，第二构件2为电芯支架200，参见图2至图3所示，盖板100的周侧具有六个卡孔11，六个卡孔11分两组分别位于盖板100的两个边上，盖板100的中间位置具有一个卡孔11。同样地，电芯支架200上的卡扣的数量以及布局方式与卡孔11相同，从而保证盖板100与电芯支架200之间的连接强度。卡孔11及卡扣的数量及布局方式还可以根据需要选用其他方式，在此不作限制。可以理解的是，本申请提供的卡扣结构还可以用于其他板状构件之间的卡接连接，在此不作限制。

继续参见图3至图4所示，第一孔部111和第二孔部112均为矩形孔，且第一孔部111和第二孔部112沿第一方向平行间隔设置，并在第二方向上错位排布，其中，第一方向与第二方向相垂直。如此设置，可便于卡孔11的加工，有利于提高卡孔11的尺寸精度，进而保证卡接强度。

连通部113为矩形孔，且连通部113的相对设置的两个侧边中，一个侧边与第一孔部111的一侧边重合，另一个侧边与第二孔部112的一侧边重合，卡孔11整体大致呈Z字形。该设计可便于卡孔11的加工，有利于提高卡孔11的尺寸精度，进而保证卡接强度。

第一卡扣22和第二卡扣23沿第一方向间隔设置，且在第一方向上，第一卡扣22和第二卡扣23之间的间隔大于第一孔部111和第二孔部112之间的间隔，以保证在第一方向上卡孔11能够对第一卡扣22和第二卡扣23产生聚拢的作用力，以确保卡接后的卡接强度。

在本实施例中，连通部113在第一方向的长度为L1，第一卡扣22和第二卡扣23在第一方向的间隔为L2，其中，0.15mm≤L2-L1≤0.25mm，该数值范围既能够保证卡扣与卡孔11之间的卡接强度，又可以降低卡孔11因卡接力过大而撕裂的概率，提升产品良品率。这是由于，若L2与L1之间的差值过小，则卡孔11对第一卡扣22和第二卡扣23的聚拢力度较小，卡接不牢靠；若L2与L1之间的差值过大，则卡孔11对第一卡扣22和第二卡扣23的聚拢力度过大，卡接牢靠，但存在卡孔11因卡接力过大而撕裂的风险。

第一卡扣22具有第一连接部221以及垂直连接于第一连接部221端部的第一卡凸部222，第一连接部221与基体21连接，第一卡凸部222能穿过第一孔部111并与第一构件1抵接。第二卡扣23具有第二连接部231以及垂直连接于第二连接部231端部的第二卡凸部232，第二连接部231与基体21连接，第二卡凸部232能穿过第二孔部112并与第一构件1抵接。

第一连接部221与第二连接部231平行且相对设置，第一卡凸部222与第二卡凸部232平行且相背设置，以适配呈错位布置的第一孔部111和第二孔部112，保证卡扣与卡孔11之间的卡接强度。

第二构件2还包括设置于基体21表面的支撑体24，两个支撑体24沿第二方向间隔设置，且第一卡扣22及第二卡扣23位于两个支撑体24之间，支撑体24能与第一构件1抵接，设置为支撑第一构件1，保证第一构件1受力均衡，降低第一构件1下凹变形的概率。

支撑体24距基体21表面的距离为H1，第一卡凸部222及第二卡凸部232距基体21表面的最小距离均为H2，其中，0.2mm≤H1-H2≤0.4mm，该范围使得支撑体24与第一卡凸部222及第二卡凸部232能够稳定地夹持第一构件1，从而保证第一构件1和第二构件2之间的连接强度。这是由于，若H1与H2之间的差值过小，则支撑体24与第一卡凸部222及第二卡凸部232对第一构件1的夹持力过大，容易造成第一构件1挤压变形甚至撕裂；若H1与H2之间的差值过大，则支撑体24与第一卡凸部222及第二卡凸部232对第一构件1的夹持力过小，卡接不牢靠，甚至存在第一构件1上下晃动的风险。

本申请实施例针对卡孔11以及第一卡扣22和第二卡扣23提供如下方案：第一孔部111和第二孔部112的尺寸相同，且均为在第一方向上的长度为2.4mm，在第二方向上的长度为2.45mm，连通部113在第二方向上的长度为1.2mm，在第一方向上的长度为0.3mm。第一卡凸部222和第二卡凸部232的尺寸相同，且均为在第一方向上的长度为2.2mm，在第二方向上的长度为2.25mm，第一连接部221和第二连接部231的尺寸相同，且均为在第一方向上的长度为2.25mm，在第二方向上的长度为1mm，距基体21表面之间的距离为6.3mm，且第一连接部221和第二连接部231在第一方向上的间隔为0.5mm。支撑体24在第一方向上的长度为7.15mm，在第二方向上的长度为1.3mm，距基体21表面之间的距离为6.69mm。

第一构件1和第二构件2卡接过程中，由于第一卡扣22的第一卡凸部222和第二卡扣23的第二卡凸部232相背设置，卡孔11的孔壁能够对第一卡凸部222及第二卡凸部232施加反向压力，使第一连接部221和第二连接部231发生变形，当第一卡凸部222恰好卡入第一孔部111、第二卡凸部232恰好卡入第二孔部112后，第一卡凸部222及第二卡凸部232不再受到卡孔11孔壁的作用力，此时，第一连接部221和第二连接部231恢复至原状，并使第一卡凸部222和第二卡凸部232均与第一构件1抵接卡紧，实现自锁效果。

本申请提供的卡扣结构，将卡孔11设计为两个错开设置的第一孔部111和第二孔部112，将卡扣设计为两个独立设置且朝向相反的第一卡扣22和第二卡扣23，可避免相互变形限位，一方面，可增加变形量，便于安装，避免第一构件1在卡孔11处被撕裂，另一方面，卡扣回弹量增大，可消除制造公差及预留间隙引起的卡接不牢靠的缺陷，提高卡接强度，防止第一构件1和第二构件2因震动而分离。

Claims (10)

1. 一种用于盖板与电芯支架的卡扣结构，包括：

   第一构件（1），所述第一构件（1）具有卡孔（11），所述卡孔（11）包括依次设置并连通的第一孔部（111）、连通部（113）以及第二孔部（112），且所述卡孔（11）在所述连通部（113）处呈收缩状；

   第二构件（2），包括基体（21）以及设置于所述基体（21）表面的第一卡扣（22）和第二卡扣（23），所述第一卡扣（22）与所述第一孔部（111）卡接，所述第二卡扣（23）与所述第二孔部（112）卡接。
2. 根据权利要求1所述的用于盖板与电芯支架的卡扣结构，其中，所述第一孔部（111）和所述第二孔部（112）均为矩形孔，且所述第一孔部（111）和所述第二孔部（112）沿第一方向平行间隔设置，并在第二方向上错位排布，其中，所述第一方向与所述第二方向相垂直。
3. 根据权利要求2所述的用于盖板与电芯支架的卡扣结构，其中，所述第一卡扣（22）和所述第二卡扣（23）沿第一方向间隔设置，且在所述第一方向上，所述第一卡扣（22）和所述第二卡扣（23）之间的间隔大于所述第一孔部（111）和所述第二孔部（112）之间的间隔。
4. 根据权利要求3所述的用于盖板与电芯支架的卡扣结构，其中，所述第一卡扣（22）具有第一连接部（221）以及垂直连接于所述第一连接部（221）端部的第一卡凸部（222），所述第一卡凸部（222）能穿过所述第一孔部（111）并与所述第一构件（1）抵接；

   所述第二卡扣（23）具有第二连接部（231）以及垂直连接于所述第二连接部（231）端部的第二卡凸部（232），所述第二卡凸部（232）能穿过所述第二孔部（112）并与所述第一构件（1）抵接。
5. 根据权利要求4所述的用于盖板与电芯支架的卡扣结构，其中，所述第一连接部（221）与所述第二连接部（231）平行且相对设置，所述第一卡凸部（222）与所述第二卡凸部（232）平行且相背设置。
6. 根据权利要求5所述的用于盖板与电芯支架的卡扣结构，其中，所述第二构件（2）还包括设置于所述基体（21）表面的两个支撑体（24），两个所述支撑体（24）沿所述第二方向间隔设置，且所述第一卡扣（22）及所述第二卡扣（23）位于两个所述支撑体（24）之间，所述支撑体（24）能与所述第一构件（1）抵接。
7. 根据权利要求6所述的用于盖板与电芯支架的卡扣结构，其中，所述支撑体（24）距所述基体（21）表面的距离为H1，所述第一卡凸部（222）及所述第二卡凸部（232）距所述基体（21）表面的最小距离均为H2，其中，0.2mm≤H1-H2≤0.4mm。
8. 根据权利要求2-7任一项所述的用于盖板与电芯支架的卡扣结构，其中，所述连通部（113）为矩形孔，且所述连通部（113）的相对设置的两个侧边中，一个侧边与所述第一孔部（111）的一侧边重合，另一个侧边与所述第二孔部（112）的一侧边重合。
9. 根据权利要求8所述的用于盖板与电芯支架的卡扣结构，其中，所述连通部（113）在所述第一方向的长度为L1，所述第一卡扣（22）和所述第二卡扣（23）在所述第一方向的间隔为L2，其中，0.15mm≤L2-L1≤0.25mm。
10. 一种电池模组，包括箱主体（300）、盖板（100）、电芯支架（200）和电芯组（400），所述电芯支架（200）和所述电芯组（400）均安装于所述箱主体（300）内，所述盖板（100）与所述电芯支架（200）采用如权利要求1-9任一项所述的用于盖板与电芯支架的卡扣结构卡接连接。