一种电池支架及电池模组的制作方法

1.本技术涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池支架及电池模组。


背景技术：

2.随着新能源的快速发展和进步，电池的重要性越来越突显，现有的技术在一定程度上满足客户的需求，但还存在着一定的弊端。
3.目前市场上的大圆柱或方形磷酸铁锂电芯在组装成pack的过程中，电芯人工装入支架时容易将电池的正负极装反，不防呆。现有的一种解决办法是，在支架上设置正极标识和负极标识，避免装反，但是人工组装难免会出现错误，还是会出现正负极装反的情况。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种电池支架及电池模组，旨在解决现有的电池在安装到支架时，容易出现正负极装反的问题。
5.第一方面，本技术提供了一种电池支架，用于安装电芯，电池支架包括：第一支架和第二支架，第一支架，所述第一支架上开设有用于容纳电芯正极的第一电芯孔，以及用于容纳电芯负极的第二电芯孔；第二支架，所述第二支架上开设有所述第一电芯孔和所述第二电芯孔；其中，所述第一支架与所述第二支架对合连接，所述第二支架与所述第一支架之间限定出用于收容电芯的收容腔，所述第一电芯孔与所述第二电芯孔的形状不相同。
6.进一步地，所述第一支架和所述第二支架上开设有第一电芯泄气孔，所述第一电芯泄气孔位于所述第一电芯孔的外围；所述第一支架和所述第二支架上开设有第二电芯泄气孔，所述第二电芯泄气孔位于所述第二电芯孔的外围。
7.进一步地，所述第一电芯孔连接有多个第一支撑筋的一端，多个所述第一支撑筋的另一端连接至所述第一支架或所述第二支架，相邻两个所述第一支撑筋之间形成所述第一电芯泄气孔；所述第二电芯孔连接有多个第二支撑筋的二端，多个所述第二支撑筋的另二端连接至所述第一支架或所述第二支架，相邻两个所述第二支撑筋之间形成所述第二电芯泄气孔。
8.进一步地，所述第一支撑筋沿所述第一电芯孔呈放射状延伸布置以形成网状结构；所述第二支撑筋沿所述第二电芯孔呈放射状延伸布置以形成网状结构。
9.进一步地，所述第一支撑筋的厚度小于所述电芯正极的高度；所述第二支撑筋的厚度小于所述电芯负极的高度。
10.进一步地，所述第一电芯孔为圆形孔；所述第二电芯孔为腰型孔。
11.进一步地，所述第一支架和所述第二支架均包括底座和设于所述底座上的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁，所述第一侧壁与所述第二侧壁相对设置，所述第三侧壁与所述第四侧壁相对设置；所述第一支架还包括设于所述第一支架的底座上的第一固定柱，所述第二支架还包括设于所述第二支架的底座上的第二固定柱；其中，所述第一固定柱与所述第二固定柱配合固定以使所述第一支架与所述第二支架对合连接，所述第一支架和
所述第二支架的底座、第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁围合共同形成所述收容腔。
12.进一步地，所述底座上对应每一所述第一电芯孔和所述第二电芯孔设置有安装槽，所述安装槽的形状与电芯的外壁相匹配。
13.进一步地，所述电池支架还包括第一汇流件和第二汇流件，所述第一汇流件置于所述第一支架的底座背向所述电芯的表面，所述第一汇流件用于电连接所述电芯的正负极；所述第二汇流件置于所述第二支架的底座背向所述电芯的表面，所述第二汇流件用于电连接所述电芯的正负极。
14.第二方面，本技术还提出一种电池模组，包括电池支架和电芯，所述电池支架为第一方面所述电池支架，所述电芯收容于收容腔。
15.与现有技术相比，本技术的有益效果是：通过设置第一支架和第二支架来安装电芯，第一支架与第二支架对合连接，第一支架与第二支架之间限定出收容电芯的收容腔，电芯安装在该收容腔中，其中，第一支架上开设第一电芯孔用来安装电芯的正极，和开设第二电芯孔用来安装电芯的负极，第二支架上同样也开设有第一电芯孔和第二电芯孔，将第一电芯孔的形状设计成与第二电芯孔的形状不相同，由此，当电芯安装时，电芯的正极只能适配于安装第一电芯孔，电芯的负极只能适配于安装第二电芯孔，电芯的正极或负极错配时，则无法安装，从而起到防呆的效果，避免了电芯正负极装反的情况，提高装配效率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，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。
17.图1展示了本技术实施例电池支架的爆炸图；
18.图2展示了本技术实施例电池支架的电芯的示意图；
19.图3展示了本技术实施例电池支架的示意图；
20.图4展示了图3的a部中的局部放大图；
21.图5展示了图3的a部中的局部放大图；
22.图6展示了本技术实施例电池支架的第二支架的示意图；
23.图7展示了本技术实施例电池支架的装配示意图；
24.图8展示了本技术实施例电池支架的侧视图；
25.图9展示了本技术实施例电池支架的另一侧视图；
26.图10展示了本技术实施例电池支架的另一示意图；
27.图11展示了图10的b-b剖视图；
28.10、第一支架；11、第一电芯孔；12、第二电芯孔；13、第一电芯泄气孔；14、第二电芯泄气孔；15、第一支撑筋；16、第二支撑筋；102、第一固定柱；20、第二支架；21、第一侧壁；22、第二侧壁；23、第三侧壁；24、第四侧壁； 25、底座；26、安装槽；202、第二固定柱；30、电芯；31、正极；32、负极； 33、泄气阀；40、第一汇流件；50、第二汇流件。
具体实施方式
29.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
30.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
31.还应当理解，在此本技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本技术。如在本技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
32.还应当进一步理解，在本技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/ 或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
33.本技术实施例通过提供一种电池支架及电池模组，解决了现有的电池在安装到支架时，容易出现正负极装反的问题，通过将第一电芯孔和第二电芯孔设计成不同的形状，以区别于适配正极或负极，从而起到防呆的作用，提高配效率。
34.本技术实施例中的技术方案为解决上述电池不能防呆的问题，总体思路如下：
35.电芯的正极的极柱与电芯的负极的极柱的外型形状不相同，因此，可以在第一支架上和第二支架上开设与电芯的正极的极柱的外型相匹配的第一电芯孔，以及与电芯的正极的极柱的外型相匹配的第二电芯孔，也即第一电芯孔的形状与第二电芯孔的形状不相同，由此，正确装配时，电芯的正极的极柱可以容纳到第一电芯孔中，电芯的负极的极柱可以容纳到第二电芯孔中；而错误装配时，电芯的正极的极柱由于与第二电芯孔形状不适配，无法安装到第二电芯孔中，或者是，电芯的负极的极柱由于与第一电芯孔形状不适配，无法安装到第一电芯孔中，由此，避免了电池正负极装反的情况，起到了防呆的作用，不会出现装配错误，提高装配效率。
36.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
37.参照图1-图11，本技术实施例提出一种电池支架，用于安装电芯，电池支架包括：第一支架10，所述第一支架上开设有用于容纳电芯正极31的第一电芯孔11，以及用于容纳电芯负极32的第二电芯孔12；第二支架20，所述第二支架上开设有所述第一电芯孔11和所述第二电芯孔12；其中，所述第二支架20与所述第二支架20对合连接，所述第二支架20与所述第一支架10之间限定出用于收容电芯的收容腔，所述第一电芯孔11与所述第二电芯孔12的形状不相同。
38.具体地，第一电芯孔11与第二电芯孔12的形状不相同，例如，第一电芯孔 11的形状为圆形，第二电芯孔12的形状为腰型；又例如，第一电芯孔11的形状为圆形，第二电芯孔12的形状为矩形；再例如，第一电芯孔11的形状为圆形，第二电芯孔12的形状为多边形；又再例如，第一电芯孔11的形状为规则的形状，第二电芯孔12的形状为异形。总而言之，无论两个电芯孔的形状是何种类型的，只要两个电芯孔的形状不同，能够起到防呆作用即可，本实施例在此不作限定。
39.需要说明的是，本实施例的第一电芯孔11和第二电芯孔12所限定的保护范围是清楚的，第一电芯孔11和第二电芯孔12的形状不相同的方案数量是有限且可以穷举的，不属于保护范围不清楚的情形，本实施例限于篇幅不再列举赘述，但至少包括上述所列举的情形。且本实施例的电池支架主要应用于储能或动力电池应用领域的方形及大圆柱电芯所组成的电池包，电芯两端为不同形状的极耳，电芯两端有泄气阀33。
40.通过实施本实施例，将第一电芯孔11与第二电芯孔12的设计成不同的形状，第一电芯孔11与电芯正极31的极柱的外型匹配，第二电芯孔12与电芯负极32 的极柱的外形匹配，由此，第一电芯孔11只能适配于容纳电芯正极31，第二电芯孔12只能适配于容纳电芯负极32，当电池正负极32装反时无法装入到对应的电芯孔中，起到了防呆的效果，避免了电池正负极32装反的情形，提高装配效率。
41.参照图2，电芯30具有正极31耳端面和负极32耳端面，正极31耳端面和负极32耳端面位于电芯30的两端，正极31耳端面上具有正极31的极柱以及电芯泄气阀33，负极32耳端面上具有负极32的极柱以及电芯泄气阀33。当电芯 30收容到第一支架10与第二支架20之间限定出的收容腔时，正极31耳端面朝向第一支架10，正极31耳端面上的正极31极柱容纳在第一电芯孔11中，负极 32耳端面朝向第二支架20，负极32耳端面上的负极32极柱容纳在第二电芯孔 12中。如此，电芯30两侧端面的电芯泄气阀33会被第一支架10或第二支架20 所遮盖，从而导致防爆阀排气不畅。因此，为了确保电芯泄气阀33不被遮挡，确保电芯30出现问题时排气顺畅，本实施例提出一种解决方案如下：
42.参照图3和图4以及图5，在一实施例中，所述第一支架和所述第二支架上开设有第一电芯泄气孔13，所述第一电芯泄气孔13位于所述第一电芯孔11的外围；所述第一支架和所述第二支架上开设有第二电芯泄气孔14，所述第二电芯泄气孔14位于所述第二电芯孔12的外围。
43.具体地，第一支架和第二支架均包括底座25，第一电芯孔11和第一电芯泄气孔13均开设在底座25上，电芯正极31容纳到第一电芯孔11时，电芯正极31 的极柱穿出第一电芯孔11，电芯的正极31耳端面抵接到底座25上，底座25对应正极31耳端面的位置上开设第一电芯泄气孔13，该第一电芯泄气孔13位于第一电芯孔11的外围，也即第一电芯泄气孔13与第一电芯孔11相邻。其中，第一电芯泄气孔13与电芯泄气阀33至少部分是重合的，电芯泄气阀33排气时，气体可以直接从第一电芯泄气孔13排出，气体不会被支架所遮挡，排气通畅，避免排气不畅对电芯造成损害，提高电池的可靠性。通过实施本实施例，在第一电芯孔11和第二电芯孔12的外围开设第一电芯泄气孔13和第二电芯泄气孔14，可以确保电芯泄气阀33不被遮挡，保证电芯泄气顺畅。
44.参照图4和图5，在一实施例中，所述第一电芯孔11连接有多个第一支撑筋 15的一端，多个所述第一支撑筋15的另一端连接至所述第一支架或所述第二支架，相邻两个所述第一支撑筋15之间形成所述第一电芯泄气孔13；所述第二电芯孔12连接有多个第二支撑筋16的二端，多个所述第二支撑筋16的另二端连接至所述第一支架或所述第二支架，相邻两个所述第二支撑筋16之间形成所述第二电芯泄气孔14。由于第一支架10和第二支架20上通常设置有汇流件来与电池的正极31或负极32电连接，因此，汇流件是置于底座25的表面的，汇流件通常是金属件，重量较重，因此需要一定的结构强度来支撑汇流件。本实施例通过设置第一支撑筋15来支撑汇流件，提供一定的结构强度，防止汇流件过重，压得底座25凹陷变
形，造成电芯短路。具体地，第一电芯泄气孔13是由多个第一支撑筋15配合构成的，底座25上的第一电芯孔11外围掏空多个孔，该孔即为第一电芯泄气孔13，孔与孔之间即为第一支撑筋15。第一电芯孔11呈环形圈的形状，第一支撑筋15一端连接到该环形圈，另一段朝远离环形圈的方向延伸，两个第一支撑筋15之间的孔，或者说间隙，即是第一电芯泄气孔13，电芯泄气阀33排出的气体从该电芯泄气孔处排出。同理，第二支撑筋16的形状结构与第一支撑筋15是相同的，在此不再赘述。当汇流件置于底座25的表面时，通过第一支撑筋15和第二支撑筋16对汇流件进行支撑，防止汇流件凹陷变形与电芯短路。
45.继续参照图4和图5，在本实施例中，所述第一支撑筋15沿所述第一电芯孔 11呈放射状延伸布置以形成网状结构；所述第二支撑筋16沿所述第二电芯孔12 呈放射状延伸布置以形成网状结构。具体地，第一支撑筋15有多条，多条支撑筋以呈环形圈状的第一电芯孔11为放射中心，呈放射状发散分布，从而构成整体呈网状的结构。每条第一支撑筋15的一端沿环形圈的第一电芯孔11均匀分布，两个第一支撑筋15之间限定出第一电芯泄气孔13，该第一电芯泄气孔13呈扇形，该扇形由两侧的第一支撑筋15和另外两侧的部分环形圈和底座25共同围合而成，多个扇形围绕着第一电芯孔11排布，使得多个扇形的第一电芯泄气孔13组成一个大圆，中间为环形圈形状的第一电芯孔11的小圆，大圆与小圆之间由第一支撑筋15连接。由此，电芯泄气阀33的气体可以通过呈网状结构的间隙(第一电芯排气孔)中排出，透气的面积大，排气效果好，且呈网状结构的第一支撑条结构强度高，对汇流件的支撑力更大。第二支撑筋16形成的网状结构与第一支撑筋15相同，在此不再赘述。
46.进一步地，所述第一支撑筋15的厚度小于所述电芯正极31的高度；所述第二支撑筋16的厚度小于所述电芯负极32的高度。由于汇流件置于到底座25表面上要与电芯的极耳连接，因此需要确保电芯的正极31极柱或负极32极柱凸出于底座25表面，从而能够与汇流件形成电连接。本实施例将第一支撑筋15的厚度设置成小于电芯正极31的高度，使得电芯组装到支架后，第一电芯孔11周边的网状第一支撑筋15要低于电芯极柱表面，确保后期激光焊接汇流件能与电芯正负极32柱接触。而且电芯上的泄气阀33位于网状筋孔隙间，确保电芯泄气阀 33不被塑胶支架遮挡。同时网状第一支撑筋15能起到加强支架结构强度和绝缘作用。第二支撑筋16的厚度设置于第一支撑筋15的厚度设置相同，在此不再赘述。
47.参照图6-图9，在一实施例中，所述第一支架和所述第二支架均包括底座25 和设于所述底座25上的第一侧壁21、第二侧壁22、第三侧壁23和第四侧壁24，所述第一侧壁21与所述第二侧壁22相对设置，所述第三侧壁23与所述第四侧壁24相对设置；所述第一支架10还包括设于所述第一支架的底座25上的第一固定柱102，所述第二支架20还包括设于所述第二支架的底座25上的第二固定柱202；其中，所述第一固定柱102与所述第二固定柱202配合固定以使所述第一支架10与所述第二支架20对合连接，所述第一支架10和所述第二支架20的底座25、第一侧壁21、第二侧壁22、第三侧壁23和第四侧壁24围合共同形成所述收容腔。
48.具体地，本实施例的第一支架的底座25整体呈矩形，底座25上由第一侧壁 21、第二侧壁22、第三侧壁23和第四侧壁24围合以形成敞开的箱体结构。底座 25上固设有多个第一固定柱102，第一侧壁21、第二侧壁22、第三侧壁23和第四侧壁24中的至少一者上设置有卡接结构。同样，本实施例的第二支架的底座 25整体呈矩形，底座25上由第一侧壁21、第二侧壁22、第三侧壁23和第四侧壁24围合以形成敞开的箱体结构。底座25上固设有多个第二
固定柱202，第一侧壁21、第二侧壁22、第三侧壁23和第四侧壁24中的至少一者上设置有卡接结构。第一固定柱102和第二固定轴其中一者为带插孔的柱体，另一者为带柱塞的柱体，柱塞插入到插孔中从而完成两个固定柱之间的固定装配。此外，卡接结构包括设置在其中一底座25的侧壁上的卡扣，以及设置在另一底座25的侧壁上的卡槽，卡扣卡入到卡槽中形成卡接固定，从而完成两个侧壁之间的固定装配。装配时，电芯的正负极32置入到对应的电芯孔中，两个底座25正对地拼合在一起，使第一固定柱102与第二固定柱202相固定，两个底座25上对应的两个侧壁的卡接结构相互卡接，从而完成电芯的组装，结构简单，组装便捷，组装效率高。
49.参照图10和图11以及图1，在本实施例中，所述底座25上对应每一所述第一电芯孔11和所述第二电芯孔12设置有安装槽26，所述安装槽26的形状与电芯的外壁相匹配。具体地，第一支架的底座25上设置有多个第一电芯孔11，为了便于将电芯分隔开来，防止电芯偏移或者移位，在底座25上设置于电芯外壁的形状相匹配的安装槽26，当电芯组装时，将电芯的极耳对准好对应的电芯孔后，将电芯放入到安装槽26中，由安装槽26对电芯进行限位，使得每个电芯按照安装槽26设置的位置摆放好。需要说明的是，可以只在第一支架的底座25上设置安装槽26，也可以只在第二支架的底座25上设置安装槽26，还可以同时在第一支架和第二支架的底座25上均设置有安装槽26。通过设置安装槽26来限位每个电芯，使得每个电芯都有其对应的装配位置，一方面可以方便装配电芯，另一方面使电芯限位，不会发生偏移晃动，提高整个电池模组的结构强度。
50.继续参照图1，进一步地，所述电池支架还包括第一汇流件40和第二汇流件 50，所述第一汇流件40置于所述第一支架10的底座25背向所述电芯的表面，所述第一汇流件40用于电连接所述电芯的正负极32；所述第二汇流件50置于所述第二支架20的底座25背向所述电芯的表面，所述第二汇流件50用于电连接所述电芯的正负极32。具体地，第一汇流件40和第二汇流件50均为汇流排，汇流排呈长条状的结构，条形汇流排上设置有多个孔位，每个孔位对应连接一个电芯上的正极31或负极32，一条汇流排可以连接多个电芯的正极31或负极32，从而实现电芯的串并联。
51.参照图1-图11，本技术实施例还提供一种电池模组，包括电池支架和电芯，所述电池支架为上述实施例所述电池支架，所述电芯收容于收容腔。电池支架已在上述实施例中详细描述，在此不再赘述。
52.具体地，电芯30具有正极31耳端面和负极32耳端面，正极31耳端面和负极32耳端面位于电芯的两端，正极31耳端面上具有正极31的极柱以及电芯泄气阀33，负极32耳端面上具有负极32的极柱以及电芯泄气阀33。组装时，电芯的正极31极柱对准第一电芯孔11置入，电芯的负极32极柱对准第二电芯孔 12置入，电芯泄气阀33显露于网状第一支撑筋15之间的电芯泄气孔，两个底座 25上的固定柱相固定，以及卡接结构卡接固定，汇流排放置在底座25的表面，与露出于底座25表面上的电芯极柱焊接固定，从而完成电池模组的装配。
53.通过实施本实施例，电池组通过利用不同形状的第一电芯孔11与第二电芯孔12，使得电芯正极31只能置入到第一电芯孔11中，电芯负极32只能置入到第二电芯孔12中，防止电芯的正负极32装反，起到了防呆的效果，且电芯泄气阀33的气体能够通过设置在电芯孔旁的电芯泄气孔排出气体，确保电芯泄气阀 33不被遮挡，确保电芯出现问题时排气顺畅。
54.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。