电极防护装置及其应用的电池模组和汽车电池的制作方法

1.本实用新型主要涉及电池领域，尤其涉及一种电极防护装置及其应用的电池模组和汽车电池。


背景技术：

2.新能源领域作为国家重要的战略部署领域，已经得到越来越多的关注。新能源电动汽车作为新能源领域中的一项重要应用，在近年来得到了广泛的发展，逐渐进入人们的生活当中。动力电池系统作为新能源电动汽车的核心动力源，为新能源电动汽车提供驱动力，而模组是动力电池系统的重要组成单元，为动力电池系统的核心零部件。模组的安全使用对动力电池系统的组装起着非常重要的作用。
3.目前模组的电极结构形式千差万别，动力电池系统一般是通过模组的两端电极之间相互连接而组成的。一般情况下，模组的电极处于裸露状态，在工作人员进行搬运过程中会很容易接触到模组两端电极，造成模组短路，导致人员触电的风险。即便是在电池模组连接以后的正常使用过程中，由于露出的电极缺乏保护，也容易造成短路风险，为电池的安全使用带来了隐患。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是提供一种电极防护装置及其应用的电池模组和汽车电池，可以在不影响电池模组正常使用的基础上，保护模组电极，提升电池的可靠性和安全性。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电池模组的电极防护装置，包括：底座，包括平台和位于所述平台之下的支撑柱，所述支撑柱适于插入所述端板开孔中，所述平台适于紧贴于所述电极的下表面，且所述平台上还具有至少一个与所述电极的端面相对的底座限位扣，所述底座限位扣适于在所述支撑柱插入所述端板开孔中时固定所述电极，以使所述电极与所述底座不发生相对运动；连接板，一端紧贴于所述电极上表面，所述连接板的另一端延伸至所述端板外侧面所在平面之外，且所述另一端适于套设绝缘套，所述连接板的材料为导电材料；上盖，安装在所述底座上且部分地包围所述电极和所述连接板的一端。
6.在本实用新型的一实施例中，所述电极上开设有电极孔，所述连接板中与所述电极孔相对应的位置开设有连接孔，且所述底座上与所述电极孔对应的位置具有内嵌螺母，所述电极防护装置还包括螺栓，所述螺栓适于依次贯穿所述连接孔和所述电极孔并拧紧在所述内嵌螺母中，其中所述螺栓和螺母均采用导电材料。
7.在本实用新型的一实施例中，所述支撑柱的个数为两个，且两个支撑座的大小不同。
8.在本实用新型的一实施例中，所述端板的侧面还具有与所述端板开孔连通的定位孔，所述支撑柱的侧面具有凸出部，当所述底座插入所述端板开孔中时，所述凸出部位于所
述定位孔中。
9.在本实用新型的一实施例中，所述底座还具有位于所述平台之上的底座凹槽，所述上盖具有上盖凸台，所述上盖凸台适于插入所述底座凹槽中以使所述上盖安装在所述底座上。
10.在本实用新型的一实施例中，所述上盖具有还具有上盖卡扣，所述底座在与所述上盖卡扣相对应的位置具有底座卡扣孔，所述上盖卡扣适于安装在所述底座卡扣孔中以使所述上盖与所述底座不发生相对运动。
11.在本实用新型的一实施例中，所述底座具有多个减重槽，分别位于所述平台和所述支撑柱中。
12.在本实用新型的一实施例中，所述上盖和/或所述底座还具有多个加强筋。
13.本实用新型的另一方面还提供了一种电池模组，包括至少一个模组电极，每个模组电极上具有上述的电极防护装置。
14.本实用新型的另一方面还提供了一种汽车电池，包括多个上述电池模组，多个电池模组之间通过所述电极防护装置中的连接板连接。
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
16.本实用新型提供的一种电极防护装置及其应用的电池模组和汽车电池，结构形式简单，容易装配，可实现模块化生产，具有轻量化，制造成本低廉的特点，可广泛应用于动力电池系统的模组平台化生产；同时，该电极防护装置具有绝缘耐压的作用，有效避免了在电池模组搬运过程中以及在电池模组相互连接以后，工作人员接触模组两端电极造成短路触电而导致人员伤亡的风险，保障了工作人员的人身安全，直接降低了经济损失。
附图说明
17.包括附图是为提供对本技术进一步的理解，它们被收录并构成本技术的一部分，附图示出了本技术的实施例，并与本说明书一起起到解释本实用新型原理的作用。附图中：
18.图1是一种电池模组电极部分的结构示意图；
19.图2是本实用新型一实施例的一种电池模组的电极防护装置安装在电池模组上的结构示意图；
20.图3a是本实用新型一实施例的一种电池模组的电极防护装置中底座的结构示意图；
21.图3b是本实用新型一实施例的一种电池模组的电极防护装置中底座另外一角度的结构示意图。
22.图4是本实用新型一实施例的一种电池模组的电极防护装置中底座安装在电池模组上的结构示意图；
23.图5a是本实用新型一实施例的一种电池模组的电极防护装置中上盖的结构示意图；
24.图5b是本实用新型一实施例的一种电池模组的电极防护装置中上盖另外一角度的结构示意图；
25.图6是本实用新型一实施例的一种电池模组的电极防护装置中底座和上盖的装配示意图；以及
26.图7是本实施例的一种电池模组的外观示意图。
27.图1-图7中的附图标记列表：
28.电池模组100
29.模组端板110
30.第一端板开孔111
31.第二端板开孔112
32.定位孔113
33.电极120
34.电极孔121
35.电极端面122
36.电极防护装置200
37.底座210
38.平台2100
39.支撑柱211
40.第一支撑柱211a
41.第二支撑柱211b
42.凸出部212
43.底座卡扣孔213
44.底座限位扣214
45.减重槽215(215a、215b、215c、215d、215e)
46.底座加强筋216
47.内嵌螺母217
48.底座凹槽218
49.底座圆孔219
50.上盖220
51.上盖卡扣221
52.上盖凸台222
53.上盖加强筋223
54.连接板230
55.连接孔231
56.绝缘套232
57.螺栓233
58.电池模组(另外一实施例)700
59.电极防护装置(另外一实施例)71、72
具体实施方式
60.为了更清楚地说明本技术的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图
将本技术应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
61.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
62.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
63.在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
64.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
65.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。此外，尽管本技术中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本技术说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本技术。
66.应当理解，当一个部件被称为“在另一个部件上”、“连接到另一个部件”、“耦合于另一个部件”或“接触另一个部件”时，它可以直接在该另一个部件之上、连接于或耦合于、或接触该另一个部件，或者可以存在插入部件。相比之下，当一个部件被称为“直接在另一个部件上”、“直接连接于”、“直接耦合于”或“直接接触”另一个部件时，不存在插入部件。同样的，当第一个部件被称为“电接触”或“电耦合于”第二个部件，在该第一部件和该第二部件之间存在允许电流流动的电路径。该电路径可以包括电容器、耦合的电感器和/或允许电
流流动的其它部件，甚至在导电部件之间没有直接接触。
67.本实用新型的一实施例提出了一种电池模组的电极防护装置，可以在不影响电池模组正常使用的基础上，保护模组电极，提升电池的可靠性和安全性。。
68.如图1所示是一种电池模组电极部分的结构示意图。根据图1，电池模组100的边缘具有模组端板110，模组端板110的上端面至少具有两个端板开孔，特别标记的分别为第一端板开孔111和第二端板开孔112。从图1 中可以看出的是，两个模组端板开孔111和112在模组端板110中为具有垂直高度的空间。
69.进一步的，根据图1，电极120自电池模组100内部延伸至模组端板 110的上方。电极120上具有电极孔121，且电极120的最外侧呈现出电极端面122，电极120在自然状态下处于裸露状态。对于电池模组100来说，在搬运的过程中或者日常使用的过程中，裸露的电极120极易造成短路等失效风险。图1呈现了本实用新型的一种电池模组的电极防护装置的应用场景，图1中其他标号涉及本实用新型电极防护装置的内容，将在下文结合其他附图进一步详细说明。
70.如图2至图6分别展示了本实用新型一实施例的一种电池模组的电极防护装置的不同部分的示意图，各附图分别从不同角度以及与电池模组相相互配合展示了该电极防护装置的结构。下面根据图2至图6对于本实用新型一实施例的一种电池模组的电极防护装置作出详细说明。为了方便说明，在各图中，相同的部分采用了相同的标号。
71.图2示出了本实用新型一实施例的一种电池模组的电极防护装置200 安装在如图1所示的电池模组100上的示意图。根据图2，电极防护装置 200包括底座210、连接板230以及上盖220。可以看出的是，电极防护装置200安装在电池模组100的模组端板110上。下面对于底座210、连接板 230以及上盖220的结构细节分别作出说明。
72.首先，如图3a和图3b所示，是电极防护装置200中底座210的不同视角的结构示意图。根据图3a，底座210包括平台2100以及平台2100之下的支撑柱211。其中，如图3a所示的实施例中具有两个支撑柱211，分别为第一支撑柱211a和第二支撑柱211b。参照图1和图2，支撑柱211a 和211b分别插入模组端板110上的两个开孔111和112，以使底座210安装在模组端板110中。更清楚的如图4所示，图4为电极防护装置200中底座210安装在电池模组100上的结构示意图。根据图4，在两个支撑柱 211插入模组端板110中后，底座210中的平台2100紧贴于电极120的下表面。
73.优选地，在本实施例中，第一支撑柱211a与第二支撑柱211b为两根大小不同的矩形柱，且在二者的侧面各具有一个凸出部212。进一步参考图 1和图2所示，与两个支撑柱211上的凸出部212相对应的，在模组端板 110的侧面还具有分别与第一端板开孔111和第二端板开孔112连通的两个定位孔113。根据图2，当底座210插入模组端板110中时，两个凸出部212 刚好位于两个定位孔113中。
74.将两根支撑柱设计为大小不同的矩形，可以起到辅助技术人员区分底座210正反的作用，从而使安装过程更加便捷，同时降低了电极防护装置安装失误而导致保护失效的风险。在将底座210安装至模组端板110的过程中，两个支撑柱211a和211b分别插入模组的第一端板开孔111和以及第二端板开孔112中，同时凸出部212恰好位于模组端板110侧面的定位孔113中，起到进一步固定的作用。
75.进一步的参考图3a，在本实施例中，平台2100上还具有两个底座限位扣214。更清
楚的如图4所示，两个底座限位扣214与电极120的电极端面122相对，从而在底座210插入模组端板110之后，两个底座限位扣214 可以对电极120起到限位的作用，固定电极120以使其与底座210之间不发生相对运动。
76.优选地，底座210具有减重槽和加强筋的特别设计。具体的如图3a、 3b所示，为了减轻电极防护装置200的自身重量，底座210的支撑柱211 和平台2100中还具有多个减重槽215，使得底座210具有轻量化的优势。示例性的，如图3a所示，从底座210的上方可以看到位于平台2100上的减重槽215a，而根据图3b，从底座210的下方向上看去，还可以看到位于支撑柱211中的减重槽215b和215c，以及位于平台2100下方的减重槽215d 和215e。
77.另一方面，在电极防护装置200中，如图3a和3b所示，底座210中具有多个底座加强筋216。特别的，底座加强筋216见于如图3a所示的平台2100上，与减重槽215a相互配合的配置。在图3b中，底座加强筋216 还可见于支撑柱211的减重槽215b和215c中。在本实用新型的电极防护装置200中，底座加强筋216的作用在于加强电极防护装置200的强度和刚度，防止电极防护装置200在安装或使用过程中出现变形、破损的现象而影响对电极120的保护效果。
78.在以上底座120结构的基础上，进一步参考图5a和图5b说明电极防护装置200中的上盖220的结构。在本实施例中，上盖220具有两个上盖凸台222，以及两个上盖卡扣221。相对应的，根据图3a，底座210上具有与上盖凸台222相对应的底座凹槽218，以及与上盖卡扣221相对应的底座卡扣孔213。
79.进一步参照图6所示，上盖220和底座210在安装过程中的对应关系更为清楚。根据图6，在电极防护装置200的安装过程中，位于底座210 中的底座凹槽218以及底座卡扣孔213与位于上盖220中相对应的上盖凸台222与上盖卡扣221连接其固定作用，从而使上盖220安装在底座210 上且相互不发生相对运动。
80.可以理解的是，本实用新型不以图5a和图5b以及图6所示的结构为限。上述的上盖凸台222配合底座凹槽218以及上盖卡扣221配合底座卡扣孔213的作用相似，均起到了引导上盖220与底座210之间安装以及进一步固定的作用。在本实用新型的一些实施例中，可以仅具有上盖凸台配合底座凹槽或者仅具有上盖卡扣配合底座卡扣孔的结构。
81.进一步优选地，根据图5b所示，上盖220的下侧还具有多个上盖加强筋223，其作用在于加强上盖220的强度和刚度，防止电极防护装置在安装或使用过程中出现变形、破损的现象而影响保护效果。
82.在以上底座210和上盖220结构的基础上，下面介绍电极防护装置200 中连接板230的结构。首先，根据图4，底座210的支撑柱211(在图4中被其他结构遮挡)插入模组端板110的第一端板开孔111、第二端板开孔 112之中，且支撑柱211侧面的凸出部212位于模组端板110上的定位孔 113中，底座限位扣214由电极端面122卡住裸露的电极120。在这样结构的基础上，本实用新型的电极防护装置200中的连接板230位于电极120 的上方，安装完成后紧贴电极120的上表面。
83.根据图4还可以看出的是，电极120具有电极孔121，连接板230上与电极孔121对应的位置还具有一连接孔231。进一步更清楚地如图3a和图6所示，底座210的平台2100上开设有底座圆孔219，在底座圆孔219 中镶嵌了内嵌螺母217。在安装时，连接孔231、电极孔121以及内嵌螺母 217呈上下对应关系。
84.继续参考图4，底座210、电极120以及连接板230三者通过一螺栓 233相连接，该螺栓233由上向下依次贯穿连接孔231和电极孔121并拧紧在底座210的内嵌螺母217中。上述连接板230、螺栓233、内嵌螺母217 均采用导电材料，例如铜(cu)等。通过采用导电材料，如图4所示的电池模组100可以通过该连接板230与其他的电池模组或者其他应用所需的电子器件实现电连接。
85.然而，由于连接板230、内嵌螺母217以及螺栓233均为导电材料，在电池模组100无需与其他器件实现电连接的情况下，如果与电极120直接紧密连接的可以导电的连接板230仍然裸露也会存在安全隐患，因此，在本中，连接板230外侧还套设有一绝缘套232(在图2中也可以清楚的看出绝缘套232)，解决了电池模组在工作人员搬运、安装过程中可能产生的短路或触电等安全隐患。
86.以上参考图2～图6的说明介绍了本实用新型的一种电极防护装置，可以在不影响电池模组正常使用的基础上，保护模组电极，提升电池的可靠性和安全性。在此电极防护装置结构的基础上，如图7所示，本实用新型的一实施例还提出了一种电池模组700。根据图7，电池模组700包括两个模组电极，并且分别位于电池模组700的两侧，每个模组电极上各自具有一个电极防护装置71和72。电极防护装置71和72可以是如前文参考图2～图6所示的电极防护装置200或者其变型。更具体的，如果电极防护装置71或72采用上述电极防护装置200的结构，其中底座210的两个支撑柱211各自为大小不同的矩形柱，则在一些实施例中，电极防护装置71和72呈镜像对称的关系，以使两组支撑柱分别在模组的两端的合适位置插入位于模组端板上的两个大小不一的开孔。
87.可以理解的是，本实用新型提出的电池模组不以图7所示的此为限，在本实用新型的一些其他的实施例中，电池模组的电极个数与图7所示的存在差异，例如，存在2个以上的电极，在这种情况下，每个电极上仍然具有上述的电极防护装置。
88.特别地，根据图7也可以看出，在电极规格未发生改变的情况下，本实用新型的电极防护装置的也具有普适性，可以实现电池模组的电极防护装置的批量化生产，降低制造成本。
89.进一步的，本实用新型的另一方面在如图7所示的电池模组700的基础上还提出了一种汽车电池，包括多个如图7所示的电池模组700或者其变型，并且多个电池模组之间通过电极防护装置中的连接板连接。
90.具体来说，如上文参考图4所述，在电池防护装置200中，对于无需与其他器件连接的电池模组100，连接板230上套设有绝缘套232，但是绝缘套232 仅包裹连接板230外侧，不覆盖连接孔231。对于汽车电池来说，多个电池模组之间需要相互连接，此时可以去除电极防护装置上的绝缘套，以实现电池模组之间的电连接，从而完成汽车电池的组装。而在组装汽车电池的过程中，涉及电池模组的搬运等环节，仍然需要电极防护装置上的绝缘套以避免短路等失效情况。
91.上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述实用新型披露仅仅作为示例，而并不构成对本技术的限定。例如，本实用新型不对以上各零部件的个数做出限制。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本技术进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本技术中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本技术示范实施例的精神和范围。
92.同时，本技术使用了特定词语来描述本技术的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本技术至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本技术的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
93.同理，应当注意的是，为了简化本技术披露的表述，从而帮助对一个或多个实用新型实施例的理解，前文对本技术实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本技术对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
94.一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有
±
20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本技术一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
95.虽然本技术已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本技术，在没有脱离本技术精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本技术的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本技术的权利要求书的范围内。