CN102938453B - 一种耐振动易维护的双路多节电池舱 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种耐振动易维护的双路多节电池舱，包括舱体后盖，支撑锥面，电池组件安装螺栓，舱体，电池组件，舱体前盖，其特征在于所述舱体后盖固定安装在舱体后端的法兰上，舱体前盖固定在舱体的前端的法兰上，电池组件设置在舱体内，多个安装螺栓从电池组件后端穿过电池组件整体固定在舱体前盖上，电池组件的后端具有弹性补偿支座，在所述弹性补偿支座的端部外周壁开设用于安装橡胶弹性补偿O形圈的环形凹槽，所述舱体后盖的内部具有环形凸台，所述环形凸台的内壁为横截面沿轴向向外逐渐变大的锥形面，所述弹性补偿支座通过橡胶弹性补偿O形圈支撑在环形凸台的锥形内壁上。

Description

一种耐振动易维护的双路多节电池舱

技术领域

本发明涉及一种电池舱，特别涉及一种耐振动易维护的双路多节电池舱。

背景技术

近年来在石油及天然气传输管道的内检测设备的工作电源应用中，因为石油及天然气管道内运行时的振动条件高、工作时间长，对设备的环境适应性及可靠性要求高。多节电池组件电源国内外通常采用灌胶固封的组合方法，此方法使得电池置备复杂，电池固定体不能重复利用。为实现电池组件在舱内便捷的安装及取出的维护操作，目前国内外一般在电池组件与舱体内壁留出间隙，而间隙的存在必然造成电池组振动响应放大，不利于电池组的长期可靠使用。现有减小安装间隙的做法是在设备端面设置定位销，在设备安装到位时，定位销与舱体端面销孔插合定位，依靠定位销与销孔的较小间隙降低设备振动响应，并不能完全限制电池组件相对于舱体的位移。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于振动环境的双路多节电池安装舱结构，该结构包括电池安装舱体及电池组件，其特点是适用于振动环境、可重复利用且拆卸便捷，并能够实现可靠安装的电池安装舱结构,该结构实现了13节锂电池双路串联输出，依靠弹性补偿锥面支撑实现电池组件可靠安装，在3.57g、10~2000Hz频率随机振动环境下可以长期可靠使用。

本发明采用的具体方案如下：

一种耐振动易维护的双路多节电池舱，包括舱体后盖1，支撑锥面2，电池组件安装螺栓3.，舱体4，电池组件5，舱体前盖6，其特征在于所述舱体后盖1固定安装在舱体4后端的法兰上，舱体前盖6固定在舱体4的前端的法兰上，电池组件5设置在舱体4内，多个安装螺栓3从电池组件5后端穿过电池组件5整体固定在舱体前盖6上，电池组件5的后端具有弹性补偿支座18，在所述弹性补偿支座18的端部外周壁开设用于安装橡胶弹性补偿O形圈17的环形凹槽，所述舱体后盖1的内部具有环形凸台，所述环形凸台的内壁为横截面沿轴向向外逐渐变大的锥形面，所述弹性补偿支座18通过橡胶弹性补偿O形圈17支撑在环形凸台的锥形内壁上。

进一步地，所述橡胶弹性补偿O形圈17采用邵氏硬度为70的NBR橡胶弹性补偿O形圈17。

进一步地，所述电池组件包括短电池盖组件7、短电池安装筒8、中心连接座9、长电池安装筒10及长电池盖组件11，所述短电池盖组件7的内端通过螺钉与短电池安装筒8的一端连接，所述短电池安装筒8的另一端通过螺钉与中心连接座9的一端连接，所述中心连接座9的另一端通过螺钉与长电池安装筒10的一端连接，长电池安装筒10的另一端通过螺钉与所述长电池盖组件11的内端连接。

进一步地，所述短电池盖组件7包括弹性补偿支座18、调节垫片19、绝缘衬板20、后桥接电路板21及短电池过渡安装筒22，其特征在于所述弹性补偿支座18、调节垫片19、绝缘衬板20、后桥接电路板21及短电池过渡安装筒22通过多个沉头螺钉30顺序连接在一起。

进一步地，中心连接座9包括2件中心定位座23及中心桥接电路板24，所述中心桥接电路板24夹在所述2件中心定位座23之间。

进一步地，长电池盖组件11包括长电池过渡安装筒25、前桥接电路板26、绝缘衬板27、前盖安装座28、线束29及电源输出连接器12，其特征在于长电池过渡安装筒25、前桥接电路板26、绝缘衬板27、前盖安装座28、通过多个沉头螺钉33顺序连接在一起，所述电源输出连接器12固定在前端安装座28的通孔上，所述线束29的一端焊接在前桥接电路板26上，另一端焊接在电源输出连接器12上。

进一步地，短电池安装筒8内周向均布6个短电池，所述6个短电池的后端通过弹簧与后桥接电路板21连接，所述6个短电池的前端通过弹簧与中心桥接电路板24连接，长电池安装筒10内周向均布6个长电池，在所述长电池安装筒10的中心轴线上设置1个长电池，所述7个长电池的后端通过弹簧与中心桥接电路板24连接，所述7个长电池的前端通过弹簧与前桥接电路板26连接，在相邻的周向2节长电池与中心轴线上的1节长电池围成的空间内设置回流铜柱14，回流铜柱14沿轴向布置，所述回流铜柱14的前端通过弹簧与前桥接电路板26连接，所述回流铜柱14的后端通过弹簧与中心桥接电路板24连接。

进一步地，所述环形凸台的内壁的锥面角度为10°-15°。

进一步地，所述锥面角度为12°。

本发明的有益效果：

1、本发明采用工程塑料制作电池安装筒，隔离每一节电池，整体用电安全性高，同时塑料材质的承载体摩擦系数低，降低对电池保护层的磨损，提高可靠性。

2、本发明中电池端盖及中间隔层采用环氧玻璃布层压板作为转接电路板绝缘支撑衬板，电绝缘性好，力学强度高，有效改善转接电路板受力条件，提高可靠性。

3、本发明通过采用圆周分布布置，截面内设置7节可利用的电池容纳空间，空间利用充分。

4、本发明通过利用3节电池形成的三角形间隙空间布置镀镍铜柱安装孔，依靠镀镍铜柱连通单数电池的回流通路。

5、本发明采用弹性补偿的锥面结构提高设备径向支撑的可靠性。

6、本发明通过调整电池组件装入深度改变弹性支撑的压缩量，实现提供不同的支撑力。

附图说明

图1为电池安装舱整体结构图。

图2为电池组件分解剖视图。

图3为电池组件分解三维视图。

图4为电池组件剖视图。

图5为电池组件剖视图

其中：1.舱体后盖2.支撑锥面3.电池组件安装螺栓4.舱体5.电池组件6.舱体前盖7.短电池盖组件8.短电池安装筒9.中心连接座10.长电池安装筒11.长电池盖组件8.电源输出连接器13.铍青铜弹簧14.回流铜柱15.长电池16.短电池17.弹性补偿O形圈18.弹性补偿支座19.调节垫片20.绝缘衬板21.后桥接电路板22.短电池过渡安装筒23.中心定位座24.中心桥接电路板25.长电池过渡安装筒26.前桥接电路板27.绝缘衬板28.前盖安装座29.线束30.沉头螺钉31.盘头螺钉32.内六角螺钉33.沉头螺钉34.盘头螺钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

本发明的电池舱整体结构及弹性补偿支撑结构见图1、图2。

电池组件5支撑在舱体4内部两端，2个安装螺栓3从电池组件5的一端穿过所述电池组件5，整体固定在舱体前盖6上，形成前端固定支撑；电池组件5后端环槽内嵌邵氏硬度为70的NBR橡胶弹性补偿O形圈17与舱体后盖1上的支撑锥面2靠紧，形成后端支撑。舱体后盖1上的支撑锥面角度选取10°-15°，优选为12°，以降低弹性补偿O形圈接触力在轴向的分量，降低安装推力，同时提供更大的径向分量对电池组件5提供支撑力。支撑锥面表面粗糙度设计为Ra1.6，与弹性补偿O形圈17之间涂润滑脂降低弹性补偿锥面的摩擦阻力。

本发明电池组件结构图见图3、图4及图5。

电池组件主体由短电池盖组件7、短电池安装筒8、中心连接座9、长节安装筒10及长电池盖组件11串联组成。

其中的短电池盖组件7细分为弹性补偿支座18、调节垫片19、绝缘衬板20、后桥接电路板21及短电池过渡安装筒22，通过4组沉头螺钉30连接在一起，弹性补偿O形圈17嵌入弹性补偿支座18的沟槽内，形成短电池盖组件7。

中心连接座9由2件中心定位座23及中心桥接电路板24组成，中心连接座9与短电池安装筒8及长电池安装筒10通过内六角螺钉32连接为整体。

长电池盖组件11由长电池过渡安装筒25、前桥接电路板26、绝缘衬板27、前盖安装座28、线束29及电源输出连接器12通过沉头螺钉33连接在一起。

短电池盖组件7通过盘头螺钉31固定在短电池安装筒8上，长电池盖组件11通过盘头螺钉43固定在长电池安装筒10上，内部安装6节短电池16、7节长电池15及1件回流铜柱14，构成完整的电池组件。通过拆分盘头螺钉31取下短电池盖组件7可更换短电池16；通过拆分盘头螺钉43取下长电池盖组件7可露出长电池15进行更换。

电池组件5中长电池盖组件11、短电池盖组件7及中心连接座9中的前桥接电路板26、中心桥接电路板24及后桥接电路板21按电路通路设置印制线并在电池接触位置预留焊盘焊接铍青铜弹簧13，连通各节电池及回流铜柱14。电源输出连接器12采用快卸的圆形航空插头，通过螺钉安装在长节电池盖组件11端面，与前桥接电路板26相应焊点通过线束29焊接，提供两路电压输出。电池组件5中13节电池及1件回流铜柱14两端均通过桥接电路板上焊接的高导电率铍青铜弹簧13实现可靠电连接，与常用的一端弹簧安装方式相比，两端弹簧适应于恶劣的力学环境中可靠电连接，可通过两端弹簧的跟随作用防止振动及冲击中电池发生位移断开与弹簧接触。

电池组件5在长短电池盖组件中设置电池过渡安装筒，电池装入安装筒时会留出15mm长度外露，用以取出电池时持握，实现较小的电池安装间隙情况下的便捷更换。

电池安装筒及电池过渡安装筒材料采用MC901工程塑料制作，用以隔离每一节电池，依靠之间的小间隙配合及电池两端的弹簧压力，提高电池使用的环境适应性及可靠性。前后电池盖组合采用环氧玻璃布层压板作为桥接电路板绝缘支撑衬板，电绝缘性好，力学强度高，有效改善转接电路板受力条件，提高可靠性。采用工程塑料保障了用电安全性，杜绝了电池长期使用时磨损造成的短路及漏电隐患，同时塑料材质承载体硬度较软且设计为Ra3.2表面粗糙度，摩擦系数低，降低了电池保护层的磨损，进一步提高使用安全性及可靠性。

电池组件5采用圆周分布的电池布置方式，截面内设置7节可利用的电池容纳空间，空间利用充分，整体体积小。利用3节电池形成的三角形间隙空间布置回流铜柱14安装孔，依靠回流铜柱14连通单数电池的回流通路。

通过调整短电池盖组件7中的调节垫片19的厚度，用来补偿电池组件5中各安装件的累积误差，控制电池组件5的总长度在所需精度范围，从而确保电池组件5进入支撑锥面2深度，保障调整弹性补偿O形圈17压缩量，进而保障径向支撑力，确保系统可靠性。

Claims (9)

1.一种耐振动易维护的双路多节电池舱，包括舱体后盖(1)，支撑锥面(2)，电池组件安装螺栓(3)，舱体(4)，电池组件(5)，舱体前盖(6)，其特征在于所述舱体后盖(1)固定安装在舱体(4)后端的法兰上，舱体前盖(6)固定在舱体(4)的前端的法兰上，电池组件(5)设置在舱体(4)内，多个安装螺栓(3)从电池组件(5)后端穿过电池组件(5)整体固定在舱体前盖(6)上，电池组件(5)的后端具有弹性补偿支座(18)，在所述弹性补偿支座(18)的端部外周壁开设用于安装橡胶弹性补偿O形圈(17)的环形凹槽，所述舱体后盖(1)的内部具有环形凸台，所述环形凸台的内壁为横截面沿轴向向外逐渐变大的锥形面，所述弹性补偿支座(18)通过橡胶弹性补偿O形圈(17)支撑在环形凸台的支撑锥面(2)上，电池组件(5)后端环形凹槽内嵌橡胶弹性补偿O形圈(17)与舱体后盖(1)上的支撑锥面(2)靠紧，形成后端支撑，电池组件(5)由短电池盖组件(7)、短电池安装筒(8)、中心连接座(9)、长节安装筒(10)及长电池盖组件(11)串联组成。

2.如权利要求1所述的耐振动易维护的双路多节电池舱，其特征在于所述橡胶弹性补偿O形圈(17)采用邵氏硬度为70的NBR橡胶弹性补偿O形圈(17)。

3.如权利要求1所述的耐振动易维护的双路多节电池舱，其特征在于所述电池组件包括短电池盖组件(7)、短电池安装筒(8)、中心连接座(9)、长电池安装筒(10)及长电池盖组件(11)，所述短电池盖组件(7)的内端通过螺钉与短电池安装筒(8)的一端连接，所述短电池安装筒(8)的另一端通过螺钉与中心连接座(9)的一端连接，所述中心连接座(9)的另一端通过螺钉与长电池安装筒(10)的一端连接，长电池安装筒(10)的另一端通过螺钉与所述长电池盖组件(11)的内端连接。

4.如权利要求3所述的耐振动易维护的双路多节电池舱，其特征在于所述短电池盖组件(7)包括弹性补偿支座(18)、调节垫片(19)、绝缘衬板(20)、后桥接电路板(21)及短电池过渡安装筒(22)，所述弹性补偿支座(18)、调节垫片(19)、绝缘衬板(20)、后桥接电路板(21)及短电池过渡安装筒(22)通过多个沉头螺钉(30)顺序连接在一起。

5.如权利要求3所述的耐振动易维护的双路多节电池舱，其特征在于中心连接座(9)包括2件中心定位座(23)及中心桥接电路板(24)，所述中心桥接电路板(24)夹在所述2件中心定位座(23)之间。

6.如权利要求3所述的耐振动易维护的双路多节电池舱，长电池盖组件(11)包括长电池过渡安装筒(25)、前桥接电路板(26)、绝缘衬板(27)、前盖安装座(28)、线束(29)及电源输出连接器(12)，其特征在于长电池过渡安装筒(25)、前桥接电路板(26)、绝缘衬板(27)、前盖安装座(28)、通过多个沉头螺钉(33)顺序连接在一起，所述电源输出连接器(12)固定在前盖安装座(28)的通孔上，所述线束(29)的一端焊接在前桥接电路板(26)上，另一端焊接在电源输出连接器(12)上。

7.如权利要求3所述的耐振动易维护的双路多节电池舱，短电池安装筒(8)内周向均布6个短电池，所述6个短电池的后端通过弹簧与后桥接电路板(21)连接，所述6个短电池的前端通过弹簧与中心桥接电路板(24)连接，长电池安装筒(10)内周向均布6个长电池，在所述长电池安装筒(10)的中心轴线上设置1个长电池，7个长电池的后端通过弹簧与中心桥接电路板(24)连接，7个长电池的前端通过弹簧与前桥接电路板(26)连接，在相邻的2节周向长电池与中心轴线上的1节长电池围成的空间内设置回流铜柱(14)，回流铜柱(14)沿轴向布置，所述回流铜柱(14)的前端通过弹簧与前桥接电路板(26)连接，所述回流铜柱(14)的后端通过弹簧与中心桥接电路板(24)连接。

8.如权利要求1所述的耐振动易维护的双路多节电池舱，其特征在于所述环形凸台的内壁的锥面角度为10°-15°。

9.如权利要求8所述的耐振动易维护的双路多节电池舱，其特征在于所述锥面角度为12°。