一种电池支架、电池模组及电池的制作方法

1.本实用新型涉及一种电池，尤其是涉及一种电池支架、电池模组及电池。


背景技术：

2.圆柱电池在储能、汽车等各个行业得到了广泛的应用，但是由于单体电池所提供的电压、电流及容量有限，所以在实际使用时，常需要将多个单体电池串联/并联起来使用。最常采用的办法就是设计相应结构的电池支架，采用电池支架将多个电池组装固定起来形成电池模组，然后在电池支架上镶嵌螺母，并使用螺栓穿过外壳将电池单元模组固定在壳体内部。这种结构存在的问题是，电池单元支架结构复杂，装配工艺繁琐，材料成本高。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本实用新型的一方面的目的是提供一种电池支架，包括框架和电池容纳部，所述框架将所述电池容纳部包围，所述框架的侧壁设置有第一连接结构。
4.上述方案中，所述电池支架由框架和电池容纳部两部分组成，通过将框架的内壁与位于外沿部分的电池容纳部连接，即可形成一个电池支架。此结构的电池支架在实现电池容置功能的同时，该电池支架整体结构形式简单明了，材料成本低，且装配工艺简单。
5.需要说明的是，在框架的侧壁设置有第一连接结构，该第一连接结构用于与电池包的外壳之间连接，而非用于与其他非电池包外壳结构连接。
6.现有技术中，常通过在电池支架的上下面方向上设置凸台或沉孔，在电池外壳的底壳上设置相应的通孔，通过螺栓穿过所述通孔实现电池支架与外壳之间的固定。这种方式要么对于处于上层位置的电池支架与电池外壳之间不进行固定，只对处于下层位置的电池支架和电池底壳之间进行固定；或者实现了处于上层位置的电池支架与电池外壳之间的固定，但需要很长的螺栓结构穿过所述上层支架至所述电池底壳。
7.而本使用新型，通过在电池支架框架侧壁设置第一连接结构，将该第一连接结构与其就近的电池外壳之间连接，即可实现电池支架与外壳之间的固定。此种方式，无论是处上层位置的电池支架还是处于下层位置的支架，均可以方便的与电池外壳之间实现固定，成本低、固定方式简单可靠、便于装配操作。
8.为了连接的稳固性，可以在所述电池支架的框架的侧壁设置多个所述第一连接结构，所述第一连接结构可以均布与所述框架的侧壁。
9.所述框架和所述电池容纳部可以采用一体成型工艺形成，采用一体成型工艺形成的所述电池支架与现有支架相比，所需使用的材料较少，故所述电池支架的结构也更轻，便于实现电池的轻量化。也可以分体加工的方式将所述框架和所述电池容纳部分别加工，再将所述框架和电池容纳部组装在一起，组装方式可以是采用粘接、螺纹连接，卡扣连接或其他一些常用的连接方式。分体加工的方式，对加工设备的要求较低，可以实现电池支架的模块化组装；在此不做限制。
10.进一步地，所述第一连接结构包括紧固孔和/或卡接结构。
11.上述方案中，所述第一连接结构可以全部为紧固孔，也可以全部为卡接结构，也可以部分为紧固孔部分为卡接结构。即第一连接结构可以为上述两种连接方式之一，也可以为上述两种连接方式的组合使用。
12.当所述第一连接结构包括紧固孔时，可以通过栓接结构实现所述电池支架与电池外壳之间的连接；当所述第一连接结构包括卡接结构时，如在电池支架的框架侧壁设置凸起/凹槽结构，在所述电池外壳的内壁设置相应的凹槽/凸起结构，通过凹槽结构与凸起结构之间的卡接实现电池支架与电池外壳之间的连接。
13.进一步地，所述紧固孔为螺纹孔和/或铆接孔。
14.上述方案中，可以在所述电池支架的内壁设置安装柱，在所述电池框架的侧壁钻孔至所述安装柱内，以形成所述螺纹孔；也可以直接通过在所述框架的侧壁直接钻孔，在所述框架上直接形成所述螺纹孔；或者也可以为其他一些类似的变形方式，在此不做限制。
15.进一步地，所述电池容纳部包括第二连接结构，所述第二连接结构突出于所述电池容纳部。
16.上述方案中，第二连接结构最主要的作用为实现处于相对位置的两个电池支架之间的连接，进而实现对位于两个电池支架之间的电池单元的固定。
17.具体的连接方式可以为：通过螺栓/螺钉等连接件连接所述两个电池支架的第二连接结构；也可以在所述第二连接结构突出所述电池容纳部的部分的末端设置卯榫结构，通过卯榫结构的配合实现两电池支架的连接。
18.需要说明的是，所述第二连接结构突出于所述电池容纳部，一方面可以实现对贯穿所述电池支架的螺栓/螺钉等连接件起到引导及加强作用；使用时，当采用连接件将处于相对位置的两个电池支架连接时，所述连接件贯穿处于一侧的电池支架，并沿着该电池支架的第二连接结构深入处于相对侧的电池支架的第二连接结构中，从而实现两电池支架的连接。
19.另一方面，该突出于所述电池容纳部的第二连接结构还可以对连接件进行保护，避免与位于电池容纳部的各电池单元直接接触，产生漏电的危险。
20.同时，处于相对位置的两电池支架的第二连接结构彼此之间还可以形成面接触，增加两电池支架之间的接触面积，从而可以进一步加强两电池支架之间的稳定性。
21.进一步地，所述第二连接结构还可以设置为多个，多个所述第二连接结构之间呈三角分布。
22.进一步地，所述第二连接结构内设有贯通孔。
23.上述方案中，第二连接结构的内壁设置贯通孔，使用时，可以将螺栓/螺钉连接件贯穿处于一侧的电池支架，并沿着该电池支架的第二连接结构深入处于相对侧的电池支架的第二连接结构中，从而实现两电池支架的连接。
24.进一步地，所述贯通孔的内壁上设有内螺纹。
25.上述方案中，可以在所述贯通孔的部分内壁设置内螺纹，也可以在所述贯通孔的整个内壁上设置内螺纹，所述贯通孔还可以为阶梯孔，所述内螺纹可以设置于内径较小的阶梯孔的部分内壁或整个内壁。
26.本实用新型第二方面，提供了一种电池模组，包括电池单元、至少两个前述的电池支架，所述电池单元位于所述两个电池支架的电池容纳部之间。
27.上述方案中，将所述电池单元置于所述两个电池支架的电池容纳部的之间，可以将两个所述电池支架分别与电池单元固定，进而形成一个结构稳定的电池模组。当然两个所述电池支架之间也可以采用前述的卯榫结构实现固定连接，在此不做限制。
28.本实用新型第三方面，提供了一种电池模组，包括电池单元、第二连接件、至少两个前述的电池支架，所述电池单元位于所述两个电池支架的电池容纳部间，所述第二连接件连接所述两个电池支架的第二连接结构。
29.上述方案中，通过单独设置的第二连接件连接两电池支架的第二连接结构，进而将多个电池单元固定在两电池支架之间，形成一电池模组。使用时，先将所述电池单元置于所述两电池支架的电池容纳部之间，再将螺栓或螺钉等连接件贯穿处于一侧的电池支架，并沿着该电池支架的第二连接结构深入处于相对侧的电池支架的第二连接结构中，从而实现两电池支架的连接。
30.当然，还可以将多个所述电池模组进行进一步的串联或者并联，从而可以提供不同容量的电池。
31.进一步地，所述第二连接件为螺栓或螺钉。
32.本实用新型第四方面，提供了一种电池，包括前述的电池模组、外壳，所述电池模组设置于所述外壳内，所述外壳上设有第三连接结构，所述第一连接结构与所述第三连接结构卡接；和/或所述第一连接结构与所述第三连接结构通过紧固件连接。
33.上述方案中，在外壳上设置第三连接结构，所述第三连接结构可以为螺纹孔/铆钉孔，也可以设置为凹槽或凸起结构。
34.当所述第三连接结构为螺纹孔/铆钉孔时，将所述螺栓/螺钉/铆钉等连接件穿过所述螺钉孔/铆钉孔，并深入所述电池支架上的第一连接结构，进而实现所述电池支架与所述外壳之间的固定。
35.当所述第三连接结构为凹槽结构时，所述电池支架上的第一连接结构为凸起结构，当所述第三连接结构为凸起结构时，所述电池支架上的第一连接结构为凹槽结构。当将所述电池支架装入所述外壳时，所述电池支架的第一连接结构与所述外壳的第三连接结构形成凹凸配合，进而实现所述电池支架在所述外壳上的固定。
36.现有技术中，常通过在电池支架上的上表面设置凸台，再由螺栓穿过凸台将电池支架固定于外壳的底部。相比于现有技术，本实用新型结构更为简易，可以将处于上层位置和处于下层位置的两电池支架均与外壳固定，提高了电池模组与外壳之间连接的稳定性，且减少了额外的装配结构，装配工艺简单，并且可以使电池支架和外壳的空间和作用最大利用，并且也提高了电池模组的能量密度。
37.本实用新型提供了一种电池支架，包括框架和电池容纳部，所述框架将所述电池容纳部包围，所述框架的侧壁设置有第一连接结构；同时本实用新型还提供了一种上述支架的电池模组、电池。与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果为：
38.(1)本实用新型通过在所述电池支架的侧壁设置第一连接结构，从而可以将所述电池支架的侧壁与所述电池的外壳进行固定连接；相对于现有技术，本实用新型结构更为简易，可以将处于上层位置和下层位置的两电池支架均与外壳固定，提高了电池模组与外壳之间连接的稳定性，且减少了额外的装配结构，装配工艺简单；可以使电池支架和外壳的空间和作用最大利用，并且也提高了电池模组的能量密度。
39.(2)本实用新型所述的电池支架由框架和电池容纳部组成，整体的结构简单明了，所需材料成本低，装配工艺简单。
40.(3)本实用新型通过在电池支架上设置突出于电池容纳部的第二连接结构，不仅可以实现处于相对位置的两电池支架的连接，还可以增加两支架之间的接触面积，提高了整个电池模组的稳定性，提高了电池模组的稳定性。
附图说明
41.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
42.图1是本实用新型一个实施例的电池支架的结构示意图；
43.图2是本实用新型一个实施例的电池支架的俯视图；
44.图3是图2的a
‑
a截面图；
45.图4是本实用新型一个实施例的电池模组的结构示意图；
46.图5是本实用新型一个实施例的外壳的结构示意图；
47.图6是本实用新型一个实施例的电池的结构示意图；
48.图7是本实用新型一个实施例的电池另一角度的结构示意图。
49.图中：1、1
′‑
电池支架，11
‑
框架，12
‑
电池容纳部，13
‑
第一连接结构，14
‑
第二连接结构，141
‑
贯通孔，2
‑
电池单元，3
‑
第二连接件，4
‑
外壳，41
‑
第三连接结构。
具体实施方式
50.以下的说明提供了许多不同的实施例、或是例子，用来实施本实用新型的不同特征。以下特定例子所描述的元件和排列方式，仅用来精简的表达本实用新型，其仅作为例子，而并非用以限制本实用新型。
51.如图1
‑
3所示，在本实用新型的一个实施例中，提供了一种电池支架1，包括框架11和电池容纳部12，所述框架11将所述电池容纳部12包围，所述框架11的侧壁设置有第一连接结构13。
52.上述方案中，所述电池支架由框架11和电池容纳部12两部分组成，通过将框架11的内壁与位于外沿部分的电池容纳部12连接，即可形成一个电池支架1。此结构的电池支架1在实现电池容置功能的同时，该电池支架1整体结构形式简单明了，材料成本低，且装配工艺简单。
53.需要说明的是，在框架11的侧壁设置有第一连接结构13，该第一连接结构13用于与电池的外壳之间连接，而非用于与其他非电池外壳结构连接。
54.现有技术中，常通过在电池支架1的上下面方向上设置凸台或沉孔，在电池外壳的底壳上设置相应的通孔，通过螺栓穿过所述通孔实现电池支架与外壳之间的固定。这种方式要么对于处于上层位置的电池支架与电池外壳之间不进行固定，只对处于下层位置的电池支架和电池底壳之间进行固定；或者实现了处于上层位置的电池支架与电池外壳之间的固定，但需要很长的螺栓结构穿过所述上层支架至所述电池底壳。
55.而本使用新型，通过在电池支架框架11的侧壁设置第一连接结构13，将该第一连接结构13与其就近的电池外壳4之间连接，即可实现电池支架1与外壳4之间的固定。此种方式，无论是处上层位置的电池支架1还是处于下层位置的支架1’，均可以方便的与电池外壳4之间实现固定，成本低、固定方式简单可靠、便于装配操作。
56.为了连接的稳固性，可以在所述电池支架1的框架11的侧壁设置多个所述第一连接结构13，所述第一连接结构13可以均布与所述框架11的侧壁。
57.所述框架11和所述电池容纳部12可以采用一体成型工艺形成，采用一体成型工艺形成的所述电池支架与现有支架相比，所需使用的材料较少，故所述电池支架1的结构也更轻，便于实现电池的轻量化；也可以分体加工的方式将所述框架11和所述电池容纳部12分别加工，再将所述框架1和电池容纳部12组装在一起，组装方式可以是采用粘接、螺纹连接，卡扣连接或其他一些常用的连接方式。分体加工的方式，对加工设备的要求较低，可以实现电池支架1的模块化组装；在此不做限制。
58.在一个实施例中，所述第一连接结构13包括紧固孔和/或卡接结构。
59.如图1
‑
3所示，上述方案中，所述第一连接结构13可以全部为紧固孔，也可以全部为卡接结构，也可以部分为紧固孔部分为卡接结构。即第一连接结构13可以为上述两种连接方式之一，也可以为上述两种连接方式的组合使用。
60.当所述第一连接结构13包括紧固孔时，可以通过栓接结构实现所述电池支架1与电池外壳4之间的连接；当所述第一连接结构13包括卡接结构时(未图示)如在电池支架1的框架11侧壁设置凸起/凹槽结构，在所述电池外壳4的内壁设置相应的凹槽/凸起结构，可以通过凹槽结构与凸起结构之间的卡接实现电池支架1与电池外壳4之间的连接。
61.在一个实施例中，所述紧固孔为螺纹孔和/或铆接孔。
62.上述方案中，所述紧固孔可以全部为螺纹孔，可以全部为铆接孔，也可以不问为螺纹孔，部分为铆接孔。
63.如图3所示，可以在所述电池支架1的内壁设置安装柱，在所述电池框架1的侧壁钻孔至所述安装柱内，以形成所述螺纹孔；也可以直接通过在所述框架11的侧壁钻孔的方式，在所述侧壁上形成所述螺纹孔；或者其他一些类似的变形方式，在此不做限制。
64.在一个实施例中，所述电池容纳部12包括第二连接结构14，所述第二连接结构14突出于所述电池容纳部12。
65.如图1
‑
3所示，上述方案中，第二连接结构14最主要的作用为实现处于相对位置的两个电池支架1之间的连接，进而实现对位于两个电池支架1、1’之间的电池单元2的固定。
66.具体的连接方式可以为：通过螺栓/螺钉等连接件连接所述两个电池支架1、1’的第二连接结构14；也可以在所述第二连接结构14突出所述电池容纳部12的部分的末端设置卯榫结构，通过卯榫结构的配合实现两电池支架1、1’的连接。
67.需要说明的是，所述第二连接结构14突出于所述电池容纳部，一方面，可以实现对贯穿所述电池支架1、1’的螺栓/螺钉等连接件起到引导及加强作用；使用时，当采用连接件将处于相对位置的两个电池支架1、1’连接时，所述连接件贯穿处于一侧的电池支架1，并沿着该电池支架1的第二连接结构14深入处于相对侧的电池支架1’的第二连接结构14中，从而实现两电池支架1、1’的连接。
68.另一方面，该突出于所述电池容纳部12的第二连接结构14还可以对连接件进行保
护，避免与位于电池容纳部12的各电池单元直接接触，产生漏电的危险。
69.同时，处于相对位置的两电池支架的第二连接结构14彼此之间还可以形成面接触，增加两电池支架1、1’之间的接触面积，从而可以进一步加强两电池支架1、1’之间的稳定性。
70.进一步地，所述第二连接结构14也可以设置为多个，多个所述第二连接结构14之间呈三角分布。
71.如图2、图3所示，在一个实施例中，所述第二连接结构14内设有贯通孔。
72.上述方案中，第二连接结构14的内壁设置贯通孔141，使用时，将螺栓/螺钉连接件贯穿处于一侧的电池支架1，并沿着该电池支架的第二连接结构14深入处于相对侧的电池支架1’的第二连接结构14中，从而实现两电池支架1、1’的连接。
73.在一个实施例中，所述贯通孔141的内壁上设有内螺纹。
74.上述方案中，可以在所述贯通孔141的部分内壁设置内螺纹，也可以在所述贯通孔141的整个内壁上设置内螺纹，所述贯通孔141还可以为阶梯孔，所述内螺纹可以设置于内径较小的阶梯孔的部分内壁或整个内壁如图2、图3所示。
75.本实用新型第二方面，提供了一种电池模组。
76.如图4所示，在一个实施例中，包括电池单元2、至少两个前述的电池支架1、1’，所述电池单元2位于所述两个电池支架1、1’的电池容纳部12之间。
77.上述方案中，将所述电池单元2置于所述两个电池支架1、1’的电池容纳部12的之间，可以将两个所述电池支架1、1’分别与电池单元2固定，进而形成一个结构稳定的电池模组。当然两个所述电池支架1、1’之间也可以采用前述的卯榫结构实现固定连接，也可以采用其他常用的连接结构实现两个所述电池支架1、1’的连接，在此不做限制。
78.本实用新型第三方面，提供了一种电池模组。
79.如图4所示，在一个实施例中，包括电池单元2、第二连接件3、至少两个前述的电池支架1、1’，所述电池单元2位于所述两个电池支架1、1’的电池容纳部12之间，所述第二连接件3连接所述两个电池支架1、1’的第二连接结构14。
80.上述方案中，通过单独设置的第二连接件3连接两电池支架1、1’的第二连接结构14，进而将多个电池单元2固定在两电池支架1、1’之间，形成一电池模组。使用时，先将所述电池单元2置于所述两电池支架1、1’的电池容纳部12之间，再将螺栓或螺钉等连接件贯穿处于一侧的电池支架1，并沿着该电池支架1的第二连接结构14深入处于相对侧的电池支架1’的第二连接结构14中，从而实现两电池支架1、1’的连接。
81.当然，还可以将多个所述电池模组进行进一步的串联或者并联，从而可以提供不同容量的电池。
82.在一个实施例中，所述第二连接件3为螺栓或螺钉。
83.如图5
‑
7所示，本实用新型第四方面，提供了一种电池。
84.在一个实施例中，包括前述的电池模组、外壳4，所述电池模组设置于所述外壳4内，所述外壳4上设有第三连接结构41，所述第一连接结构13与所述第三连接结构41卡接；和/或所述第一连接结构13与所述第三连接结构41通过紧固件连接。
85.上述方案中，在外壳4上设置第三连接结构41，所述第三连接结构41可以为螺纹孔/铆钉孔，也可以凹槽或凸起。
86.当所述第三连接结构41为螺纹孔/铆钉孔时，将所述螺栓/螺钉/铆钉等连接件穿过所述螺钉孔/铆钉孔，并深入所述电池支架1上的第一连接结构13，进而实现所述电池支架13与所述外壳4之间的固定。
87.当所述第三连接结构41为凹槽结构时，所述电池支架1上的第一连接结构13为凸起结构，当所述第三连接结构41为凸起结构时，所述电池支架1上的第一连接结构13为凹槽结构。当将所述电池支架1装入所述外壳4时，所述电池支架1的第一连接结构13与所述外壳4的第三连接结构41形成凹凸配合，进而实现所述电池支架1在所述外壳4上的固定。
88.现有技术中，常通过在电池支架1上的上表面设置凸台，再由螺栓穿过凸台将电池支架1固定于外壳4的底部。相比于现有技术，本实用新型结构更为简易，可以将处于上层位置和处于下层位置的两电池支架1、1’均与外壳4固定，提高了电池模组与外壳4之间连接的稳定性，且减少了额外的装配结构，装配工艺简单，并且可以使电池支架1、1’和外壳4的空间和作用最大利用，并且也提高了电池模组的能量密度。
89.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。