CN113506942A - 一种塑料支架及电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锂离子电池技术领域，包括一种塑料支架，该塑料支架由发泡材料制成，且由左右两部分半壳拼合而成，并在两个半壳内部形成用于安置电芯的容置腔，且塑料支架顶部设置贯穿容置腔的线束孔。还包括一种电池包，该电池包包括外壳以及盖合外壳的顶盖，并通过上述塑料支架固定若干电芯。采用发泡塑料支架可以有效降低支架所占重量比重，因此，对于同一重量标准的电池包，可以加大电芯所占重量比重，从而提高电池包容量，另外，塑料支架位于电芯与外壳之间，其既可以对电芯进行固定，又可以起到减震作用，从而避免电池包在使用过程中电芯与壳体内侧会出现摩擦、撞击的情况，最终避免出现电芯短路、起火等不良现象。

Description

一种塑料支架及电池包
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体包括一种塑料支架及电池包。
背景技术
电池组使用塑料支架固定，与外壳之间存在间隙，电池包在使用过程中支架与壳体内侧会出现摩擦、撞击的情况，导致电芯短路、起火等不良。一般会使用灌封胶填补间隙，但是现有塑料支架、灌封胶等材料的使用导致电池能量密度的大幅下降，对于同等重量规格的电池，支架质量比重越大，电芯比重越小，即电池容量越小。
另外，锂离子电池组使用塑料支架或者灌封密封胶的形式进行固定，然后将其装入塑料或者金属的壳体内。高温下使用电池包，塑料壳体不利于电池组散热；低温下使用电池包，金属壳体散热快不利于电芯充放电。
发明内容
本发明的目的在于提供一种塑料支架，该塑料支架由轻质发泡材料制成，可以降低重量，另外，其能够对电芯进行稳定固定，且具有良好的减震性能。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种塑料支架，该塑料支架由发泡材料制成，其内部具有用于安置电芯的容置腔；该塑料支架由两部分半壳拼合而成，且通过两部分半壳的拼合将电芯固定在容置腔中。
在上述技术方案中，由发泡材料制成的塑料支架质量小，可以有效降低整个电池中支架所占质量的比重，另外，该塑料支架对电芯进行包裹式固定，这既能提高对电芯的固定性能，同时，塑料支架可以充分发挥其保温性能，在冬季可以降低电芯热量的散发，并为电芯进行保温，从而使电池在冬季具有较好的充放电环境。
优选地，所述半壳左右拼合，即两个半壳具有纵向的拼合面；在拼合面上设置相互嵌合的嵌合结构，且通过在拼合面涂抹黏合胶将两个半壳固定拼合。左右拼合的半壳具有良好的纵向抗拉性能，即，在纵向提升装有电芯的塑料支架时，两个半壳均承受电芯的重力，从而可以防止拼合的半壳开裂。
优选地，在塑料支架的底部设置散热板，该散热板的下部外漏于塑料支架的背面，上部外漏于容置腔的底部，且将电芯装入该塑料支架后，电芯底部接触散热板。
优选地，在塑料支架的侧壁设置从顶部向下延伸的注胶槽。在将塑料支架装入电池壳后，塑料支架的外壁与电池壳内壁之间必不可免的出现缝隙，通过向注胶槽中注入黏合胶即可以填充部分缝隙，又可以借助黏合胶的附着力来增加塑料支架在电池壳中的稳定性。
优选地，在塑料支架的外壁中部设置腰槽，该腰槽连通注胶槽的中部；在塑料支架的底部设置底槽，该底槽连通注胶槽的下部。在腰槽和底槽的导流作用下，通过注胶槽注入的黏合胶能够分别流向塑料支架的侧面和底部，从而对塑料支架进行多方位固定。
优选地，所述散热板包括上部的接触板和下部的散热片，其中接触板嵌入容置腔的底部，散热片从接触板向下延伸并穿过塑料支架底部。塑料支架具有保温作用，但在高温环境下，电芯的热量可以通过散热板快速散发，从而防止电池热失控，因此，该塑料支架兼具保温与散热两种功能，方便用户根据具体环境切换使用模式。
本发明的另一个目的在于提供一种电池包，该电池包中对外壳及支架采用轻量化设计，以提高电芯重量占比，且该电池包具有良好的抗震性能。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电池包，该电池包包括外壳以及盖合外壳的顶盖，在外壳中设置若干电芯，且该电芯由内支架固定。该电池包中的内支架采用上述由发泡材料制成的塑料支架，且在注胶槽、腰槽和底槽中填充黏合胶，并通过黏合胶将内支架固定在外壳中；另外，该塑料支架只有顶部预留供线束穿过的线束孔，且线束孔与线束之间通过密封胶密封。电芯及电芯电路板、连接点均处于密封状态下，达到较高的防水等级。
在上述技术方案中，采用塑料支架可以有效降低支架所占重量比重，因此，对于同一重量标准的电池包，可以加大电芯所占重量比重，从而提高电池包容量，另外，塑料支架位于电芯与外壳之间，其既可以对电芯进行固定，又可以起到减震作用，从而避免电池包在使用过程中电芯与壳体内侧会出现摩擦、撞击的情况，最终避免出现电芯短路、起火等不良现象。
优选地，在外壳的底部设置将外壳内部与外部连通的避让窗口，散热板背面的散热片正对该避让窗口并位于避让窗口围成的空间中，这可以使散热片暴露与外部空间中，在该电池包处于使用状态时，外部气流流过散热片后会将其热量带走，从而提高散热效率。
优选地，在外壳的底面设置导流槽，该导流槽横向贯穿避让窗口气流经过导流槽后进入避让窗口，可以使散热片的外露部分全面接触气流，从而提高散热效率，另外，与导流槽可以增加外壳底部的表面积，即，增加了外壳底部与气流的接触面积，从而进一步提高散热效率。
优选地，该电池配设与外壳的底部配合的保温底座，当将外壳与保温底座配合后，保温底座至少能够将避让窗口封闭，在冬季，通过将保温底座套装在外壳的底部可以将避让窗口封堵，从而避免散热片外露。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明中塑料支架的实施例的整体结构示意图。
图2为图1所示塑料支架的底部结构示意图。
图3为图1所示塑料支架中半壳的结构示意图。
图4为图1所示塑料支架中散热板的拆分结构示意图。
图5为本发明中电池包的实施例的结构示意图。
图6为图5所示电池包的底部结构示意图。
图7为图5所示电池包中内支架在外壳中的固定状态结构示意图。
图8为图5所示电池包加装保温底座的结构示意图。
图中，半壳1、注胶槽2、腰槽3、底槽4、散热板5、容置腔6、拼合面7、嵌合条8、嵌合槽9、内嵌槽10、通孔11、内支架20、顶盖30、外壳40、避让窗口41、导流槽42、固定胶43、保温底座50、接触板51、散热片52。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
图1-4为本发明提供的一种塑料支架，该塑料支架由发泡材料制成，该塑料支架由左右两部分半壳1拼合而成，且通过两部分半壳1的拼合，在两个半壳1内部形成用于安置电芯的容置腔6，且如图1所示，整个塑料支架只有顶部设置贯穿容置腔6的线束孔，电池的线束穿过该线束孔。
具体地，两个半壳1具有纵向的封闭环拼合面7；在其中一个拼合面1上设置凸起的嵌合条8，在另一个拼合面1上设置与嵌合条8嵌合的嵌合槽9，且通过在拼合面7涂抹黏合胶将两个半壳1固定拼合。整个塑料支架也可以采用上下拼合的结构设计，而由于黏合胶的黏合力度有限，实验发现，左右拼合的半壳1具有良好的纵向抗拉性能，即，在纵向提升装有电芯的塑料支架时，两个半壳1均承受电芯的重力，这可以有效避免拼合的半壳1在移动过程中开裂，既可以保证塑料支架的稳定性，又可以保证其密封性。
由发泡材料制成的塑料支架具有良好的保温性能，在冬季，该塑料支架可以给防止电芯温度过低，然而在夏季，电池需要及时散热，为解决这一矛盾，在塑料支架的底部设置由接触板51和散热片52组成的铜制散热板5。具体地，塑料支架的内底部设置内嵌槽10，接触板51通过粘合胶粘合固定在该内嵌槽10中，设置在接触板51背面的散热片52穿过通孔11后外露于塑料支架的底部。在高温环境下，电芯的热量可以通过散热板5快速散发，从而防止电池热失控，因此，该塑料支架兼具保温与散热两种功能，方便用户根据具体环境切换使用模式。
另外，塑料支架具有良好的形变性能，在装入电池壳后，其外壁与电池壳内壁接触良好，但仍不可避免地会存在晃动的可能，为避免发生这一现象，在塑料支架的侧壁设置从顶部向下延伸的注胶槽2，且该注胶槽2的下部顺着塑料支架延伸并在塑料支架的底部形成底槽4，注胶槽2的中部顺着塑料支架的外壁横向延伸形成腰槽3。通过向注胶槽2中注入黏合胶，在腰槽3和底槽4的导流作用下，通过注胶槽2注入的黏合胶能够分别流向塑料支架的侧面和底部，从而对塑料支架进行多方位固定。
综上，与现有支架相比，由发泡材料制成塑料支架其的质量大幅度降低，这可以有效降低整个电池中支架所占质量的比重，即，在同重量的电池中，可以加大电芯重量，从而提高电池容量。另外，该塑料支架对电芯进行包裹式固定，这既能提高对电芯的固定性能，同时，塑料支架可以充分发挥其保温性能，在冬季可以降低电芯热量的散发，并为电芯进行保温，从而使电池在冬季具有较好的充放电环境，设置的散热板5则可以对电芯进行散热，满足夏季对电池散热的需求。
基于上述塑料支架，本实施例提供了一种电池包。如图5-图7所示，该电池包包括外壳40以及盖合外壳40的顶盖30，在外壳40中安装上述塑料支架，即内支架20，并通过该内支架20固定若干电芯。并在注胶槽2、腰槽3和底槽4中填充黏合胶，并通过黏合胶将内支架20固定在外壳40中，以防止内支架20晃动；另外，该塑料支架只有顶部预留供线束穿过的通孔，且通孔与线束之间通过密封胶密封，因此，该塑料支架可以将内部的电芯密封，从而起到防水作用。
具体地，在外壳40的底部设置将外壳内部与外部连通的避让窗口41，散热板5背面的散热片52正对该避让窗口41并位于避让窗口41围成的空间中，且在外壳40的底面设置导流槽42，该导流槽42横向贯穿避让窗口41。这可以使散热片52的外露部分全面接触气流，从而提高散热效率，另外，与导流槽42可以增加外壳40底部的表面积，即，增加了外壳40底部与气流的接触面积，从而进一步提高散热效率。而在冬季，通过将保温底座50套装在外壳40的底部可以将避让窗口41封堵，如图8所示，这可以避免散热片52外露，用户可以根据情况选用该保温底座50。
对于外壳40和顶盖30，也可以采用发泡材料制成，使用密封胶将两者密封，可达到IPX7的防水等级。且，这可以最大限度的增加整个电池中电芯所占质量的比重，从而可以在满足电池重量要求的前提下尽可能地增加电芯重量，从而获得大容量电池。
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”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商品或者***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商品或者***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，并不排除在包括所述要素的商品或者***中还存在另外的相同要素。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种塑料支架，其特征在于：该塑料支架由发泡材料制成，其内部具有用于安置电芯的容置腔；该塑料支架由两部分半壳拼合而成，且通过两部分半壳的拼合将电芯固定在容置腔中。
2.如权利要求1所述的一种塑料支架，其特征在于：所述半壳左右拼合，即两个半壳具有纵向的拼合面；在拼合面上设置相互嵌合的嵌合结构，且通过在拼合面涂抹黏合胶将两个半壳固定拼合。
3.如权利要求1所述的一种塑料支架，其特征在于：在塑料支架的底部设置散热板，该散热板的下部外漏于塑料支架的背面，上部外漏于容置腔的底部，且将电芯装入该塑料支架后，电芯底部接触散热板。
4.如权利要求3所述的一种塑料支架，其特征在于：所述散热板包括上部的接触板和下部的散热片，其中接触板嵌入容置腔的底部，散热片从接触板向下延伸并穿过塑料支架底部。
5.如权利要求1至4中任一项所述的一种塑料支架，其特征在于：在塑料支架的侧壁设置从顶部向下延伸的注胶槽。
6.如权利要求5所述的一种塑料支架，其特征在于：在塑料支架的外壁中部设置腰槽，该腰槽连通注胶槽的中部；在塑料支架的底部设置底槽，该底槽连通注胶槽的下部。
7.一种电池包，该电池包包括外壳以及盖合外壳的顶盖，在外壳中设置若干电芯，且该电芯由内支架固定，其特征在于：所述内支架为权利要求1至6所述的塑料支架；所述注胶槽、腰槽和底槽中填充黏合胶，且该粘合胶直接接触外壳的内壁；另外，该塑料支架只有顶部预留供线束穿过的线束孔，且线束孔与线束之间通过密封胶密封。
8.如权利要求7所述的一种电池包，其特征在于：在外壳的底部设置将外壳内部与外部连通的避让窗口，散热板背面的散热片正对该避让窗口并位于避让窗口围成的空间中。
9.如权利要求8所述的一种电池包，其特征在于：在外壳的底面设置导流槽，该导流槽横向贯穿避让窗口。
10.如权利要求8所述的一种电池包，其特征在于：该电池配设与外壳的底部配合的保温底座，当将外壳与保温底座配合后，保温底座至少能够将避让窗口封闭。
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