绝缘防护结构、电池包、储能电池箱的制作方法

1.本实用新型具体涉及一种绝缘防护结构、电池包、储能电池箱。


背景技术：

2.电池系统中的最小单元是电芯，数个电芯可以组成一个电池模组，数个电池模组可以组成一个电池包。
3.如图1所示，电池模组包括电芯1、导流排2和端板3，其中端板3位于处在电池模组端部的电芯1的外侧并矮于电芯1，电芯1之间凭借金属制的导流排2实现电连接，且在最靠近端板3的电芯1上，至少设有一条凸伸出该电芯1的导流排2，该导流排2的凸伸出电芯1的部分结构伸至端板3上方，用于与条形状铜排(图未示)的一端电连接以组成该电池模组的输出极，同时，该铜排的另一端用于与另一个电池模组中的导流排2电连接，从而构建电池模组之间的电连接关系。
4.相关技术中，由于导流排2与铜排均为导体并属于高压器件，因而在此二者的连接处，会设有主要由绝缘材料(例如塑料)制成的绝缘防护装置，该绝缘防护装置能罩设在导流排2与铜排的连接处外侧以对该连接处进行绝缘防护，并还用于为导流排2与铜排之间的连接处提供承托和固定平台。通常来说，绝缘防护装置会通过诸如簧片连接、螺栓连接和卡扣连接等结构与端板3固定连接，但此类结构设置会增加绝缘防护装置的制造成本，且对于某些多只在静态环境下工作的电池包来说，采用此类结构的绝缘防护装置与端板3之间存在连接强度冗余的问题，性价比较低。
5.对此更为详细的描述是，此类绝缘防护装置与端板3装配后，其往往凭借前述卡扣等结构于上下前后左右方向均受到限位，而当电池模组的工作环境较为稳定、无颠簸且电池模组应用在生产精度要求较低的装置中(例如应用于储能电池箱中)时，绝缘防护装置往往只需要在水平方向上受到限位，而不需要在上下方向上受到强度较高的限位，此时，带卡扣等结构的绝缘防护装置将存在性能过剩的问题。进一步地，由于设置卡扣等组件往往需要在端板3和绝缘防护装置上同时增添对应的结构特征(例如设置卡扣时需要在端板和绝缘防护装置二者其中之一上设置卡头，其中另一上设置卡扣孔)，并同时增加端板3和绝缘防护装置的成型精度以确保其上各自增添的结构特征能彼此配合，因而此类设置还会增加绝缘防护装置和电池模组的制造成本，降低绝缘防护装置的性价比，并造成电池模组在竖直方向上的不必要的公差累积。


技术实现要素：

6.综上所述，本实用新型的目的在于提供一种绝缘防护结构、电池包、储能电池箱。
7.本实用新型提供的绝缘防护结构包括电池模组和绝缘防护装置，所述绝缘防护装置用于对电池模组的输出极进行绝缘防护，所述输出极包括导流排和铜排，所述电池模组的端板上设有容置槽，所述绝缘防护装置包括底座，所述底座包括限位组件，所述限位组件与所述容置槽在水平方向上卡接，所述导流排固定在所述电池模组的电芯上并具有伸入至
所述底座中的部分，所述导流排和所述铜排与所述底座固定相连，所述底座凭借其与所述导流排之间的连接在上下方向上受到限位。
8.可选地，所述容置槽具有多边形横截面，所述限位组件包括第一限位部，所述第一限位部用于自上而下置入所述容置槽中并与所述容置槽配合，所述容置槽的侧壁与所述第一限位部相接触，所述容置槽的侧壁阻挡在所述第一限位部的轴向转动的轨迹上。
9.可选地，所述端板的高度低于所述电芯的高度，所述绝缘防护装置还包括承托部和垫位部，所述承托部位于所述垫位部的上方并用于供所述导流排和所述铜排伸入其中，还用于与保护壳相连；所述垫位部与所述承托部连为一体并用于弥补所述端板与所述电芯之间的高度差；所述第一限位部包括第一主体和第一限位筋，所述第一主体自所述垫位部向下延伸形成，所述第一限位筋自所述第一主体的侧表面向外延伸形成，用于与所述容置槽的侧壁相接触。
10.可选地，所述第一主体是长度方向为上下方向的长方体，其中部设有用于减轻所述底座重量并减少生产用料的减重孔。
11.可选地，所述限位组件还包括第二限位部，所述第二限位部位于所述第一限位部的远离电芯的一侧，且其包括第二主体和第二限位筋，所述第二主体自所述垫位部向下延伸形成，所述第一限位筋自所述第二主体的朝向所述第一限位部的表面向外延伸形成；所述端板具有位于所述第一限位部和所述第二限位部之间的部分结构，所述第一限位筋与所述第二限位筋将所述端板的该部分结构夹设于彼此之间。
12.可选地，所述第二主体为开口背向所述第一限位部的u型件。
13.可选地，一固定件穿入所述导流排、所述铜排和所述底座中，以将所述导流排和所述铜排固定在所述底座上；所述底座内固定有固定配合件，所述固定件与所述固定配合件螺纹连接。
14.可选地，所述固定件为螺栓，所述固定配合件为螺母，所述螺母整体嵌设在所述底座内，所述螺母呈t型，其上部具有六边形法兰面，且其中部设有环形凹槽。
15.本实用新型还提供一种电池包，包括如上任一项所述的绝缘防护结构。
16.本实用新型还提供一种储能电池箱，包括如上任一项所述的绝缘防护结构。
17.综上所述，通过在绝缘防护装置的底座上设置能自上而下置入端板的限位部，以仅实现绝缘防护装置在端板上的水平限位，本实用新型提供的绝缘防护结构尤其适用于类似储能电池箱之类的长期在稳定环境中工作的装置；当该绝缘防护装置应用于储能电池箱中时，不会出现与电池模组之间的连接强度存在冗余的问题，具有较佳的性价比。
18.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
19.图1为相关技术中电池模组的示意图。
20.图2为本实用新型实施例中绝缘防护装置装配在端板上的示意图一。
21.图3为本实用新型实施例中保护壳和底座的示意图。
22.图4为本实用新型实施例中绝缘防护装置的部分结构示意图。
23.图5为本实用新型实施例中绝缘防护装置装配在端板上的示意图二。
24.图6为本实用新型实施例中绝缘防护装置的示意图一。
25.图7为本实用新型实施例中绝缘防护装置的示意图二。
26.图8为本实用新型实施例中限位部与端板之间的配合关系的示意图一。
27.图9为本实用新型实施例中限位部与端板之间的配合关系的示意图二。
28.附图标记说明
29.1-电芯，2-导流排，3-端板，31-容置槽，4-保护壳，41-卡扣孔，5-底座，51-卡头，52-承托部，53-垫位部，531-减重通道，54-限位组件，541-第一限位部，5411-第一主体，5412-第一限位筋，5413-减重孔，542-第二限位部，5421-第二主体，5422-第二限位筋，6-铜排，7-固定件，8-固定配合件。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
31.本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
32.如图2和图3所示，本实施例提供一种应用于储能电池箱中电池包内的绝缘防护结构，包括电池模组和绝缘防护装置，该电池模组包括导流排2(金属制)、端板3和一位于电池模组端部的电芯1，该电芯1上设有向右凸伸出自身上表面的导流排2，端板3位于该电芯1的右侧且绝缘防护装置固定于其上，用于对电池模组的输出极进行绝缘防护。本实施例中，端板3的中部设有数个沿上下方向设置的容置槽31，绝缘防护装置包括可拆卸连接的保护壳4和底座5，其中保护壳4用于盖设在底座5上，以与底座5协同对电池模组的输出极进行绝缘防护，底座5的上部用于与保护壳4相配合，其下部的部分结构能自上而下放入容置槽31中并与容置槽31在水平方向上卡接。当铜排6、电芯1、导流排2、端板3和底座5完成装配后，铜排6和导流排2的一端将交叠放置在底座5上，一金属制的固定件7(本实施例中为螺栓)将穿入铜排6、导流排2和底座5，使铜排6和导流排2相连并将它们固定在底座5上；此时，绝缘防护装置依靠自身与端板3之间的配合实现水平限位，并仅靠其与导流排2之间的连接力和导流排2与电芯1之间的连接力实现自身在上下方向上的限位。
33.可选的，本实施例的底座5中通过嵌件注塑的方式嵌设有如图4所示的固定配合件8(金属制)，该固定配合件8为用以与固定件7螺纹连接的t型螺母，该螺母的上部具有六边形法兰面，且其中部可以设有环形凹槽，该六边形法兰面可以有效增加底座5与预埋螺母的扭转结合强度，该环形槽结构可以有效增加预埋螺母的竖直方向拉脱强度。
34.具体地，本实施例中的保护壳4为开口朝下的直角u型件，其前侧和后侧表面上设有贯穿其的卡扣孔41，与之相对应地，底座5上部的前后侧表面上设有卡头51，卡头51自底座5的侧表面向外凸伸形成，能与卡扣孔41相卡接以实现保护壳4与底座5之间的可拆卸连接。请进一步参阅图5至图6，本实施例中的端板3经铝挤出工艺成型骨架后再涂覆绝缘材料制备得到，端板3上的容置槽31沿上下方向贯穿端板3并具有形状简单的矩形横截面，以使端板3具有较低的加工成本；与之对应地，底座5包括经注塑一体成型的承托部52、垫位部53和限位组件54，承托部52、垫位部53和限位组件54从上到下依次设置，其中限位组件54用于
与容置槽31配合以使底座5与端板3装配后底座5能在水平方向上被限位，垫位部53用于在限位组件54与端板3配合后弥补端板3与电芯1之间的高度差，承托部52用于供导流排2和铜排6分别于其左部和右部穿入，并为导流排2和铜排6的相连提供承托和固定平台。
35.更为具体而言，承托部52为开口朝上且左右贯通直角u型状，其前后侧壁上设有前述卡头51，同时为底座5的与保护壳4相配合的部位；垫位部53位于承托部52的下方并与承托部52连为一体，且其横截面外轮廓为长方形，其上设有两条沿左右方向贯穿自身的减重通道531，用于减少底座5的生产用料并减轻整个底座5的重量；限位组件54包括第一限位部541，其具有能伸入容置槽31中并与容置槽31配合的形状，且当第一限位部541与容置槽31配合后，容置槽31的各侧壁将阻挡在第一限位部541的轴向转动路径上，使第一限位部541无法以自身轴向为中心轴转动，以确保导流排2与铜排6凭借固定件7相连时，第一限位部541不会随之转动；换言之，第一限位部541与容置槽31之间的配合被设置为能满足电池模组的输出极连接装配时的扭矩要求。
36.请进一步参阅图7到图9，第一限位部541包括第一主体5411和第一限位筋5412，其中第一主体5411为自垫位部53的下表面向下延伸形成的长方体，该长方体的前后左右侧表面上设有对外凸伸形成的第一限位筋5412，当第一限位部541伸入容置槽31中时，第一限位筋5412用于与容置槽31内的侧壁相接触，以使第一限位部541与端板3配合且无法以自身轴向为中心轴转动，同时在水平方向上被限位；优选地，该长方体的中部设有沿上下方向贯穿其的减重孔5413，减重孔5413的设置目的在于减少底座5的生产用料并减轻整个底座5的重量；更优选地，第一限位筋5412的下端设有高度渐变结构，也即第一限位筋5412相对于第一主体5411向外凸起的高度在自身下端呈类似锥型的收缩走向，从而起到导向和防磕碰损伤作用，以利第一限位部541置入容置槽31的操作。
37.进一步地，在第一限位部541的右侧间隔设有第二限位部542，本实施例中的第二限位部542用于与第一限位部541协同，以进一步保证底座5与端板3配合后在水平方向上无法轻易移动。对此更为详细的描述是，第二限位部542包括第二主体5421与第二限位筋5422，其中第二主体5421为自垫位部53下表面向下延伸形成的u型件，其开口朝右且其中部相对于其前后两端呈凹陷状；同时，该u型件的前后左右侧表面上凸伸形成有第二限位筋5422，当第一限位部541伸入容置槽31中时，第二限位部542位于端板3前表面的右侧并将与端板3的前表面相接触，还和位于第一限位部541右部的第一限位筋5412相协同，从而将端板3的前表面夹设于自身与位于第一限位部541右部的第一限位筋5412之间，使底座5在水平方向上受到更为可靠的限位。优选地，位于第二主体5421前表面的第二限位筋5422的下端设有类似上述第一限位筋5412上的宽度渐变结构。
38.需要说明的是，第二主体5421采用u型状设计的主要目的在于，该形状首先属于成型工艺成熟的形状，易于成型；其次，在注塑过程中，于该形状上通过型腔的设置易于形成第二限位筋5422；最次，天然位于第二主体5421中部的凹陷区域有利于减少底座5的生产用料，减轻整个底座5的重量。
39.综上所述，通过在绝缘防护装置的底座5上设置能自上而下置入端板3的限位部，以仅实现绝缘防护装置在端板3上的水平限位，本实用新型提供的绝缘防护结构尤其适用于类似储能电池箱之类的长期在稳定环境中工作的装置；当该绝缘防护装置应用于储能电池箱中时，不会出现与电池模组之间的连接强度存在冗余的问题，具有较佳的性价比；进一
步地，由于该绝缘防护装置和电池模组之间未特地设有能进行上下方向限位的组件，该绝缘防护结构中的电池模组和绝缘防护装置将具有较大的竖向公差范围(也即生产精度被适当放低)，能够间接增加生产和装配过程中的良品率。
40.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。