铝壳电芯固定支架的制作方法

本实用新型属于通信锂电池技术领域，具体涉及一种铝壳电芯固定支架。

背景技术：

锂电池组作为可靠的后备电源广泛应用于通信基站备电领域，它是由不同数量的锂电芯按照一定的串并联方式组成的，详细地，锂电池组是由锂电芯、电芯固定支架、电池管理系统等组成。实际使用中要求锂电芯一致性好，各组件质量可靠，连接稳定。

锂电池组出现故障的原因主要为某颗或某几颗锂电芯失效，而非所有锂电芯全部损坏，但是由于锂电池组普遍使用一体化支架，拆卸不方便或无法拆卸，所以故障只能整组报废处理，造成资源和成本的浪费。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种铝壳电芯固定支架，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种铝壳电芯固定支架，包括若干个通过锁扣连接的铝壳电芯固定支架单元；每个所述铝壳电芯固定支架单元用于安装固定一个锂电芯(5)；每个所述铝壳电芯固定支架单元包括底座(1)、顶盖(2)、左支架盖板(3)和右支架盖板(4)；

其中，所述底座(1)包括长方形的底板(1.1)以及设置于所述底板(1.1)四周上面形成的底座框体(1.2)，所述底座框体(1.2)的形状和尺寸与待固定的锂电芯(5)的底部形状和尺寸相适配，使所述锂电芯(5)的底部卡固于所述底座框体(1.2)的内部；所述底座框体(1.2)的前侧板设置至少一个第1公锁扣(1.3)，所述底座框体(1.2)的后侧板设置至少一个与所述第1公锁扣(1.3)相匹配的第1母锁扣(1.4)，所述底座框体(1.2)的左侧板设置至少一个第2母锁扣(1.5)，所述底座框体(1.2)的右侧板设置至少一个与所述第2母锁扣(1.5)相匹配的第2公锁扣(1.6)；通过所述第1公锁扣(1.3)和第1母锁扣(1.4)的插接固定，实现本铝壳电芯固定支架单元的底座与相邻的前后侧铝壳电芯固定支架单元的底座的插接固定；通过所述第2母锁扣(1.5)和第2公锁扣(1.6)的插接固定，实现本铝壳电芯固定支架单元的底座与相邻的左右侧铝壳电芯固定支架单元的底座的插接固定；

所述顶盖(2)包括顶板(2.1)以及设置于所述顶板(2.1)四周下面形成的顶盖框体(2.2)，所述顶盖框体(2.2)的形状和尺寸与待固定的锂电芯(5)的顶部形状和尺寸相适配，使所述顶盖框体(2.2)套于所述锂电芯(5)的顶部；在所述顶盖框体(2.2)的左侧框设置第3母锁扣(2.3)，在所述顶盖框体(2.2)的右侧框设置与所述第3母锁扣(2.3)相匹配的第3公锁扣(2.4)，通过所述第3母锁扣(2.3)和所述第3公锁扣(2.4)的插接固定，实现本铝壳电芯固定支架单元的顶盖与相邻的左右侧铝壳电芯固定支架单元的顶盖的插接固定；在所述顶盖框体(2.2)的前侧框设置第4公锁扣(2.5)，在所述顶盖框体(2.2)的后侧框设置与所述第4公锁扣(2.5)相匹配的第4母锁扣(2.6)，通过所述第4公锁扣(2.5)和所述第4母锁扣(2.6)的插接固定，实现本铝壳电芯固定支架单元的顶盖与相邻的前后侧铝壳电芯固定支架单元的顶盖的插接固定；

在所述顶板(2.1)的左右两侧各开设负极片固定卡槽(2.7)和正极片固定卡槽(2.8)，所述负极片固定卡槽(2.7)和所述正极片固定卡槽(2.8)分别与锂电芯(5)顶部的负极片(5.1)和正极片(5.2)相匹配，使所述负极片固定卡槽(2.7)卡于所述负极片(5.1)的外面，使所述正极片固定卡槽(2.8)卡于所述正极片(5.2)的外面；在所述负极片固定卡槽(2.7)的前后两侧各固定安装第1梯形护角(2.9)和第2梯形护角(2.10)，所述第1梯形护角(2.9)开设第1固定孔(2.9.1)，所述第2梯形护角(2.10)开设第2固定孔(2.10.1)；在所述正极片固定卡槽(2.8)的前后两侧各固定安装第3梯形护角(2.11)和第4梯形护角(2.12)，所述第3梯形护角(2.11)开设第3固定孔(2.11.1)，所述第4梯形护角(2.12)开设第4固定孔(2.12.1)；

在所述顶板(2.1)的中心位置开设锂电芯防爆阀固定卡槽(2.17)，所述锂电芯防爆阀固定卡槽(2.17)与锂电芯(5)顶部的锂电芯防爆阀(5.3)相匹配，使所述锂电芯防爆阀固定卡槽(2.17)卡于所述锂电芯防爆阀(5.3)的外面；在所述锂电芯防爆阀固定卡槽(2.17)的左右两侧各固定设置左安保块(2.13)和右安保块(2.14)；

所述左支架盖板(3)的底部安装第1固定柱(3.1)和第2固定柱(3.2)；所述第1固定柱(3.1)插入到所述第1固定孔(2.9.1)，所述第2固定柱(3.2)插入到所述第2固定孔(2.10.1)，进而将所述左支架盖板(3)安装到所述顶盖(2)的左侧上方；

所述右支架盖板(4)的底部安装第3固定柱和第4固定柱；所述第3固定柱插入到所述第3固定孔(2.11.1)，所述第4固定柱插入到所述第4固定孔(2.12.1)，进而将所述右支架盖板(4)安装到所述顶盖(2)的右侧上方。

优选的，所述底板(1.1)开设有散热孔(1.7)。

优选的，所述顶盖(2)的顶板(2.1)的左右两侧，对称开设左布线槽(2.15)和右布线槽(2.16)，本顶盖(2)的左布线槽(2.15)与左侧相邻的另一个顶盖(2)的右布线槽(2.16)拼接形成用于容纳布线的布线槽，通过布线，实现本顶盖(2)的负极和左侧相邻的另一个顶盖(2)的正极的串联。

优选的，所述第1梯形护角(2.9)和所述第2梯形护角(2.10)的顶面高度，高于位于所述负极片(5.1)中心的负极极柱(5.4)的高度，进而使所述左支架盖板(3)的底部与所述负极极柱(5.4)的顶面之间具有间隙；

所述第3梯形护角(2.11)和所述第4梯形护角(2.12)的顶面高度，高于位于所述正极片(5.2)中心的正极极柱(5.5)的高度，进而使所述右支架盖板(4)的底部与所述正极极柱(5.5)的顶面之间具有间隙。

优选的，所述左支架盖板(3)和所述右支架盖板(4)之间具有间隙。

优选的，所述左安保块(2.13)和所述右安保块(2.14)的顶面，高于所述锂电芯防爆阀(5.3)的顶面高度。

优选的，所述第1固定柱(3.1)和所述第2固定柱(3.2)的底部均安装3—4个直角扇形固定座(3.3)。

优选的，所述第1固定柱(3.1)和所述第2固定柱(3.2)为圆柱，圆柱底面直径3-5mm，高度7-9mm；每个所述直角扇形固定座(3.3)与圆柱的接触面积为2-3mm²。

本实用新型提供的铝壳电芯固定支架具有以下优点：

1、结构轻便，可以固定电芯又方便电芯散热；

2、连接稳定，底座和顶盖上都有锁扣，而且锁扣分布于四个面，相邻支架可以紧密联系在一起，不会散架；

3、支架盖板上留有走线槽，合理排布线束；

4、增加阻燃盖板，将电芯正负极极柱与外部电气件隔开，防止正负极短路，起到很好的绝缘作用；

5、维护性强，当内部某电芯发生故障时，可垂直卸下盖板，更换电芯，使电池组稳定性大幅改善，安全性大大提高，可维护性大大增强。

附图说明

图1为本实用新型提供的5个铝壳电芯固定支架单元组装成的铝壳电芯固定支架的结构示意图；

图2为图1去除支架盖板后的结构示意图；

图3为本实用新型提供的铝壳电芯固定支架单元的结构示意图；

图4为本实用新型提供的底座的结构示意图；

图5为本实用新型提供的顶盖的结构示意图；

图6为本实用新型提供的支架盖板的结构示意图；

图7为本实用新型提供的锂电芯和底座的组装结构示意图；

图8为本实用新型提供的铝壳电芯固定支架单元去除左右支架盖板后的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种铝壳电芯固定支架，主要具有以下优点：

(1)本实用新型提供的铝壳电芯固定支架，确保快速更换掉故障电芯，其他电芯不受影响，支架整体固定情况不受影响。

(2)本实用新型提供的铝壳电芯固定支架设有绝缘盖板，防止操作不当，导致电芯正负极短路。

(3)本实用新型提供的铝壳电芯固定支架适用面广，只需修改具体尺寸，便可直接应用于其他型号铝壳电芯的固定。

(4)本实用新型提供的铝壳电芯固定支架可使电芯方便快速地被放入支架，提高生产效率。

具体的，本实用新型提供一种铝壳电芯固定支架，包括若干个通过锁扣连接的铝壳电芯固定支架单元；每个铝壳电芯固定支架单元用于安装固定一个锂电芯5。参考图1，为5个铝壳电芯固定支架单元组装后的结构图，在图1中，位于中心位置的为铝壳电芯固定支架单元A，其前侧与铝壳电芯固定支架单元B通过锁扣连接，其后侧与铝壳电芯固定支架单元E通过锁扣连接，其左侧与铝壳电芯固定支架单元C通过锁扣连接，其右侧与铝壳电芯固定支架单元D通过锁扣连接。

由于每个铝壳电芯固定支架单元与相邻的铝壳电芯固定支架单元通过锁扣连接，因此，当某几个锂电芯出现故障时，只需直接拆卸下对应的铝壳电芯固定支架单元即可，由于为锁扣连接，因此，铝壳电芯固定支架单元拆卸方便，可以在不影响其他铝壳电芯固定的情况下，快速方便地更换掉故障铝壳电芯，不仅方便锂电池组的后期维护，还可以提高单电芯的平均使用寿命，提高资源利用率，并节省成本。

参考图3，为铝壳电芯固定支架单元的结构图，铝壳电芯固定支架单元包括底座1、顶盖2、左支架盖板3和右支架盖板4。底座、顶盖和支架盖板均为类长方形板件，四角均为圆弧设计，锂电芯的底部与底座通过框架紧固套设方式固定，锂电芯的顶部与顶盖通过框架紧固套设方式固定，在顶盖上面通过插接方式固定安装支架盖板。因此，底座、顶盖和支架盖板之间的固定连接不需要采用螺钉等连接件，非常方便手动拆卸。所以，方便取出取出单独电芯进行更换，方便维护。

本实用新型中，底座1和顶盖2均在对应位置安装锁扣，因此，相邻的两个铝壳电芯固定支架单元，通过两组锁扣实现连接，加强连接结构的稳定性。并且，由于多组锂电芯组装到一起，散热量较大，因此，本实用新型还对铝壳电芯固定支架单元的结构进行设计，提高锂电芯的散热性。

下面分别对铝壳电芯固定支架单元包括底座1、顶盖2、左支架盖板3和右支架盖板4详细介绍：

(一)底座

底座用于支撑锂电芯，参考图4，为底座的结构示意图，参考图7，为底座和锂电芯的组装状态图。

底座1包括长方形的底板1.1以及设置于底板1.1四周上面形成的底座框体1.2，底座框体1.2的形状和尺寸与待固定的锂电芯5的底部形状和尺寸相适配，使锂电芯5的底部卡固于底座框体1.2的内部，实现对锂电芯的稳固支撑。

为实现底座和前侧、后侧、左侧和右侧相邻的铝壳电芯固定支架单元的底座的插接，在底座框体的四周，各设置有锁扣。具体的，底座框体1.2的前侧板设置至少一个第1公锁扣1.3，底座框体1.2的后侧板设置至少一个与第1公锁扣1.3相匹配的第1母锁扣1.4，底座框体1.2的左侧板设置至少一个第2母锁扣1.5，底座框体1.2的右侧板设置至少一个与第2母锁扣1.5相匹配的第2公锁扣1.6；通过第1公锁扣1.3和第1母锁扣1.4的插接固定，实现本铝壳电芯固定支架单元的底座与相邻的前后侧铝壳电芯固定支架单元的底座的插接固定；通过第2母锁扣1.5和第2公锁扣1.6的插接固定，实现本铝壳电芯固定支架单元的底座与相邻的左右侧铝壳电芯固定支架单元的底座的插接固定。本实用新型中，底座安装的公锁扣和母锁扣均为贯通设计，从而实现不同铝壳电芯固定支架单元的底座之间的连接。

另外，底板1.1开设有散热孔1.7，在附图中为椭圆形通孔，从而提高支架的整体散热性。

(二)顶盖

顶盖用于装配到锂电芯顶部，通过与支架盖板的配合，实现对锂电芯顶部核心部件的防护，同时对顶盖结构进行设计，提高支架散热性。

参考图5，为顶盖的结构图，参考图8，为顶盖装配到锂电芯顶部的结构图。顶盖2包括顶板2.1以及设置于顶板2.1四周下面形成的顶盖框体2.2，顶盖框体2.2的形状和尺寸与待固定的锂电芯5的顶部形状和尺寸相适配，使顶盖框体2.2套于锂电芯5的顶部。

为实现顶盖和前侧、后侧、左侧和右侧相邻的铝壳电芯固定支架单元的顶盖的插接，在顶盖框体的四周，各设置有锁扣。具体的，在顶盖框体2.2的左侧框设置第3母锁扣2.3，在顶盖框体2.2的右侧框设置与第3母锁扣2.3相匹配的第3公锁扣2.4，通过第3母锁扣2.3和第3公锁扣2.4的插接固定，实现本铝壳电芯固定支架单元的顶盖与相邻的左右侧铝壳电芯固定支架单元的顶盖的插接固定；在顶盖框体2.2的前侧框设置第4公锁扣2.5，在顶盖框体2.2的后侧框设置与第4公锁扣2.5相匹配的第4母锁扣2.6，通过第4公锁扣2.5和第4母锁扣2.6的插接固定，实现本铝壳电芯固定支架单元的顶盖与相邻的前后侧铝壳电芯固定支架单元的顶盖的插接固定。

本实用新型中，公锁扣和母锁扣均为不贯通设计，顶盖的公锁扣能够接入相邻顶盖的另一端母锁扣，顶盖一侧的母锁扣能够接入相邻顶盖的另一侧的公锁扣，以此类推，将相邻的顶盖连接起来。

另外，在顶板2.1的左右两侧各开设负极片固定卡槽2.7和正极片固定卡槽2.8，负极片固定卡槽2.7和正极片固定卡槽2.8分别与锂电芯5顶部的负极片5.1和正极片5.2相匹配，均为长方形通孔，使负极片固定卡槽2.7卡于负极片5.1的外面，使正极片固定卡槽2.8卡于正极片5.2的外面。

在负极片固定卡槽2.7的前后两侧各固定安装第1梯形护角2.9和第2梯形护角2.10，第1梯形护角2.9开设用于与支架盖板插接的第1固定孔2.9.1，第2梯形护角2.10开设用于与支架盖板插接的第2固定孔2.10.1；在正极片固定卡槽2.8的前后两侧各固定安装第3梯形护角2.11和第4梯形护角2.12，第3梯形护角2.11开设用于与支架盖板插接的第3固定孔2.11.1，第4梯形护角2.12开设用于与支架盖板插接的第4固定孔2.12.1。在附图中，每个梯形护角均开设两个固定孔，对应的，每个支架盖板开设四个固定柱。本实用新型对固定孔和固定柱的设置数量并不限制。

其中，第1梯形护角2.9和第2梯形护角2.10的顶面高度，高于位于负极片5.1中心的负极极柱5.4的高度，进而使左支架盖板3的底部与负极极柱5.4的顶面之间具有间隙；第3梯形护角2.11和第4梯形护角2.12的顶面高度，高于位于正极片5.2中心的正极极柱5.5的高度，进而使右支架盖板4的底部与正极极柱5.5的顶面之间具有间隙。通过设置梯形护角，具有以下优点：(1)有效保护了正负极极柱；(2)通过梯形护角，使支架盖板和顶盖顶部之间具有间隙，提高散热性。(3)通过梯形护角，预留了电源线束的布置空间。

另外，在顶板2.1的中心位置开设锂电芯防爆阀固定卡槽2.17，图中为直径12mm的圆孔，锂电芯防爆阀固定卡槽2.17与锂电芯5顶部的锂电芯防爆阀5.3相匹配，使锂电芯防爆阀固定卡槽2.17卡于锂电芯防爆阀5.3的外面；在锂电芯防爆阀固定卡槽2.17的左右两侧各固定设置左安保块2.13和右安保块2.14，其中，左安保块2.13和右安保块2.14的顶面，高于锂电芯防爆阀5.3的顶面高度，防止防爆阀被破坏。

为布线方便，在顶盖2的顶板2.1的左右两侧，对称开设左布线槽2.15和右布线槽2.16，本顶盖2的左布线槽2.15与左侧相邻的另一个顶盖2的右布线槽2.16拼接形成用于容纳布线的布线槽，通过布线，实现本顶盖2的负极和左侧相邻的另一个顶盖2的正极的串联。参考图2，6即为相邻的两个锂电池的正负极之间连接的电源线束。电源线束正好设置于本顶盖2的左布线槽2.15与左侧相邻的另一个顶盖2的右布线槽2.16的上面。此处，由于梯形护角的设置，使支架盖板与顶盖之间具有间隙，该间隙也正好为布线预留了空间。

(三)支架盖板

对于一个铝壳电芯固定支架单元，共设置两个支架盖板，分别为左支架盖板和右支架盖板，左支架盖板和右支架盖板的结构相同，分别安装于锂电池的正极极柱和负极极柱的上方。

通过安装支架盖板，支架盖板为绝缘盖板，分别锁在顶盖左右两端，因此，将电芯的正负极极柱与外部电气器件隔开。

参考图6，为支架盖板的结构图。左支架盖板3的底部安装第1固定柱3.1和第2固定柱3.2；第1固定柱3.1插入到第1固定孔2.9.1，第2固定柱3.2插入到第2固定孔2.10.1，进而将左支架盖板3安装到顶盖2的左侧上方；

右支架盖板4的底部安装第3固定柱和第4固定柱；第3固定柱插入到第3固定孔2.11.1，第4固定柱插入到第4固定孔2.12.1，进而将右支架盖板4安装到顶盖2的右侧上方。

实际应用中，第1固定柱3.1和第2固定柱3.2的底部均安装3—4个直角扇形固定座3.3，加强连接强度。第1固定柱3.1和第2固定柱3.2为圆柱，圆柱底面直径3-5mm，高度7-9mm；每个直角扇形固定座3.3与圆柱的接触面积为2-3mm²。

通过在顶盖上方安装两个支架盖板，并且，使左支架盖板3和右支架盖板4之间具有间隙，与设置一整块支架盖板相比，本实用新型设计方式能够提高支架的散热性能。

本实用新型提供的铝壳电芯固定支架具有以下优点：

1、结构轻便，可以固定电芯又方便电芯散热；

2、连接稳定，底座和顶盖上都有锁扣，而且锁扣分布于四个面，相邻支架可以紧密联系在一起，不会散架；

3、支架盖板上留有走线槽，合理排布线束；

4、增加阻燃盖板，将电芯正负极极柱与外部电气件隔开，防止正负极短路，起到很好的绝缘作用；

5、维护性强，当内部某电芯发生故障时，可垂直卸下盖板，更换电芯，使电池组稳定性大幅改善，安全性大大提高，可维护性大大增强。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。