CN105845989B - 一种蓄电池安装结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓄电池安装结构，包括壳体、设置在壳体上的盖体、设置在壳体内的极群，极群包括若干竖直的极板以及设置在极板之间的隔板，在所述极群两个最外侧的极板与壳体对应一侧的内侧壁之间分别设有压力调节板，所述压力调节板的厚度从靠近壳体的开口的上侧至靠近壳体底部的下侧逐渐减小，从而使压力调节板的竖直截面呈锥形，所述压力调节板包括相对设置的调节凹板和调节凸板，所述调节凹板与调节凸板相对的侧面设有球面下凹，所述调节凸板与调节凹板相对的侧面设有与球面下凹适配的球面凸起，所述球面凸起与球面下凹相贴合。本发明可平衡壳体对极群上下侧的压力，从而显著地改善蓄电池的充电接受能力，以延长蓄电池的循环使用寿命。

Description

一种蓄电池安装结构

技术领域

本发明涉及蓄电池技术领域，尤其是涉及一种铅酸蓄电池安装结构。

背景技术

铅酸蓄电池一般包括一个塑料外壳，外壳由上部开口的壳体以及设置在壳体开口上的盖体构成，在外壳内放置极群以及电解液，极群包括依次间格地竖直放置的若干正极板以及负极板，在正、负极板之间设置隔板以防止正、负极板互相接触造成短路。例如，在中国专利文献上公开的“一种铅酸蓄电池”，公布号为CN104600374A，包括蓄电池箱体，设置在蓄电池箱体内的蓄电池本体，所述蓄电池本体包括蓄电池外壳，电极及设置在蓄电池外壳内的极群，所述蓄电池外壳由硬质塑料制成，所述蓄电池箱体由软胶制成。能够在满足蓄电池内部压力的前提下，有效解决蓄电池外壳在接触到有机溶剂时，会引蓄电池外壳开裂的问题，并有利于提高铅酸蓄电池的减震效果的蓄电池。然而现有的此类蓄电池存在如下缺陷：由于铅酸蓄电池极群的压力对电池的充电接受能力以及循环使用寿命具有很大的影响，而蓄电池的塑料外壳采用注塑成型工艺制成，因此，其壳体的内侧壁需要具有一定的脱模斜度，从而不可避免地会形成底部小、开口大的壳体结构，也就是说，壳体上部开口处的尺寸会大于壳体底部的尺寸。当极群竖直地安装到壳体内时，壳体侧壁的上部和下部对极群的侧向压力不均衡，使极群无法再最佳的压力下工作，从而会对蓄电池的充电接受能力以及循环使用寿命产生不利的影响。

发明内容

本发明的目的是为了解决采用现有的蓄电池安装结构所存在的极群的侧向压力不均衡、从而影响蓄电池的充电接受能力以及循环使用寿命的问题，提供一种蓄电池安装结构，可平衡壳体对极群上下侧的压力，从而显著地改善蓄电池的充电接受能力，以延长蓄电池的循环使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种蓄电池安装结构，包括上部具有开口的壳体、设置在壳体上部开口处的盖体、设置在壳体内的极群，极群包括若干竖直的极板以及设置在极板之间的隔板，在所述极群两个最外侧的极板与壳体对应一侧的内侧壁之间分别设有竖直布置的压力调节板，所述压力调节板的厚度从靠近壳体的开口的上侧至靠近壳体底部的下侧逐渐减小，从而使压力调节板的竖直截面呈下小上大的锥形。

我们知道，注塑成型的壳体内侧壁会形成一个脱模斜度，以便于壳体成型后的脱模，从而使壳体上部开口侧的尺寸大于底部的尺寸。本发明通过在极群的两侧与壳体对应的内侧壁之间设置下小上大的锥形压力调节板，并且合理地设置压力调节板的锥度，从而可补偿因注塑成型工艺造成的壳体内侧壁的脱模斜度，使极群两侧的压力调节板之间的上下尺寸保持相同，进而对极群的上下侧施加平衡的压力，可显著地改善蓄电池的充电接受能力，以延长蓄电池的循环使用寿命。另外，通过压力调节板对壳体内侧壁脱模斜度的修正，我们可使壳体内侧壁具有更大的脱模斜度，既有利于壳体的注塑成型，又有利于提高壳体的强度和刚性，降低壳体成型后的变形量。特别是，现有的蓄电池的壳体内腔尺寸是根据极群的尺寸设计的，因此，如果壳体的内腔尺寸偏大，则会降低对极群的压力，如果壳体的内腔尺寸偏小，则会造成安装的困难。本发明的壳体内腔尺寸则大于极群的尺寸，在安装时可将锥形的压力调节板由上至下地插入极群与壳体内侧壁之间的空隙内，从而对极群产生一个侧向的挤压力，既方便安装，又可确保对极群产生足够的压力。

作为优选，所述压力调节板包括相对设置的调节凹板和调节凸板，所述调节凹板与调节凸板相对的侧面设有球面下凹，所述调节凸板与调节凹板相对的侧面设有与球面下凹适配的球面凸起，所述球面凸起与球面下凹相贴合。

本发明的压力调节板包括相对贴合在一起的调节凹板和调节凸板，并且调节凹板和调节凸板之间形成类似跷跷板结构的球面浮动连接，调节凹板和调节凸板之间可在各个方向上弧形滑动，以调整整个压力调节板的锥度大小以及锥度的倾斜方向，这样，整个压力调节板的两个外侧面之间的角度大小以及倾斜方向均可根据极群与壳体之间的实际空隙进行自动调整，因而可彻底消除极群以及壳体的尺寸误差以及安装误差对压力调节板所需最佳锥度的影响，确保极群上下侧以及前后侧的压力均衡。

作为优选，所述球面凸起上设有网格凹槽，从而可减小调节凹板和调节凸板之间的接触面积，降低两者之间的滑动阻力，有利于压力调节板的自适应调节。

作为优选，在极群与压力调节板之间还设有垫片，所述垫片的材质与壳体的材质相同。

在安装时，我们可先将垫片放入极群和壳体之间的空隙内并贴靠极群一侧，这样，当我们将压力调节板插入极群和壳体之间的空隙内时，可避免与极板直接接触，既有利于降低压力调节板插入时的阻力，又有利于通过控制压力调节板插入时的挤压力控制压力调节板对极群的压力，使极群工作在最佳压力区间。

作为优选，所述压力调节板上设有若干减重孔，从而有利于减轻重量，降低成本。

作为优选，在壳体的外侧壁设有抱箍，所述抱箍包括分别设置在壳体上对应压力调节板一侧外侧壁上的两个弧形凹板，两个弧形凹板对应的端部之间通过连接杆相连接，弧形凹板向着壳体的外侧壁一侧弧形凸起。

壳体的侧壁在受到压力调节板的挤压时会向外弧形胀开，从而造成压力调节板中间区域与两侧区域的压力失衡，本发明在壳体的外侧壁设置抱箍以平衡压力调节板的压力。由于抱箍上对应压力调节板一侧的弧形凹板向内侧凹陷，因此构成类似板弹簧的结构，其对壳体外侧壁的压力自中间往两侧逐步减小，从而可有效地改善因壳体侧壁的变形造成的压力调节板所受压力的失衡，进一步提高蓄电池的性能。

作为优选，所述弧形凹板的两端分别设有连接孔，所述连接杆包括同轴布置并分别穿接在两个弧形凹板端部连接孔内的左螺杆、右螺杆，左螺杆、右螺杆靠近弧形凹板的外端部设有限位法兰，左螺杆、右螺杆相对的内端部螺纹连接有正多边形的调节螺母，两个调节螺母之间通过加力弹簧相连接，左螺杆、右螺杆的螺纹旋向相反，在左螺杆的调节螺母外面固定连接有同轴的调节螺套，所述右螺杆上的调节螺母滑动连接在调节螺套内，调节螺套的侧壁上设有沿轴向延伸的观测槽。

本发明的连接杆由左螺杆、右螺杆、加力弹簧串接构成，连接杆两端的弧形凹板对壳体的压力由加力弹簧形成。当我们转动调节螺套时，可同时带动两个调节螺母同方向转动，由于左螺杆、右螺杆的螺纹旋向相反，因此，两个调节螺母会相互靠近从而使加力弹簧的弹力减小，或者两个调节螺母会相互分开从而使加力弹簧的弹力增大，进而可调节弧形凹板对壳体外侧壁的压力，以改变极群的工作压力。我们可通过观测槽观察调节螺套内可滑动的右螺杆上的调节螺母的位置，确认相应的极群的工作压力，以便于准确控制集群的工作压力。

因此，本发明具有如下有益效果：可平衡壳体对极群上下侧的压力，从而显著地改善蓄电池的充电接受能力，以延长蓄电池的循环使用寿命。

附图说明

图1是本发明的一种分解结构示意图。

图2是本发明的另一种结构示意图。

图3是压力调节板的一种分解结构示意图。

图4是压力调节板在工作状态的受力示意图。

图中：1、壳体 2、盖体 3、极群 31、极板 32、隔板 4、压力调节板 41、调节凹板411、球面下凹 42、调节凸板 421、球面凸起 422、网格凹槽 43、减重孔 5、垫片 6、抱箍61、弧形凹板 611、连接孔 62、左连接杆 63、右连接杆 64、限位法兰 65、调节螺母 66、加力弹簧 67、调节螺套 671、观测槽。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所示，一种蓄电池安装结构，包括长方体状的上部具有开口的壳体1、设置在壳体上部开口处矩形的盖体2、设置在壳体内的极群3，极群包括若干竖直的极板31以及设置在相邻极板之间的隔板32，极群的极板以及隔板在壳体内沿长度方向从左侧排列至右侧，并相互叠压在一起，隔板上设有过液孔，从而有利于壳体内电解液的流通。壳体以及盖体采用注塑成型工艺制成，壳体的内侧壁形成一个脱模斜度，以便于壳体成型后的脱模，从而使壳体上部开口侧的长宽尺寸大于底部的长宽尺寸。

为了对壳体内的极群均衡施压，我们需要在极群左面最外侧的极板与壳体左侧的内侧壁之间设置竖直布置、矩形的压力调节板4，同时在极群右面最外侧的极板与壳体右侧的内侧壁之间设置竖直布置的压力调节板，压力调节板的厚度从靠近壳体开口的上侧至靠近壳体底部的下侧逐渐减小，从而使压力调节板的竖直截面呈下小上大的锥形。可以理解的是，壳体左右两侧的内侧壁与极群左右两侧的极板之间应具有相应的空隙，以便于压力调节板的插入，同时压力调节板的锥度所对应的角度应该与壳体内侧壁的脱模斜度相等，从而使两个压力调节板相对的内侧壁保持竖直状态，使极群左右两侧的压力调节板之间的上下尺寸保持相同，以便对极群的上下侧施加均衡的压力。安装时，我们可将一侧的压力调节板放入壳体内，并贴靠在壳体左侧的内侧壁上，然后将极群放入壳体内并贴靠壳体内的压力调节板，以便在极群和壳体右侧的内侧壁之间形成空隙，此时即可将另一压力调节板厚度较小的下端插入该空隙内，当右侧的压力调节板插入到一定深度时，我们可在该压力调节板的上侧边施加向下的压力，使该压力调节板挤入极群和壳体右侧的内侧壁之间，从而对极群产生一个上下均衡的侧向压力，以有利于改善蓄电池的充电接受能力，延长蓄电池的循环使用寿命。

需要说明的是，现有蓄电池的壳体为了尽可能降低对极群施压的不均衡性，会尽量减小其脱模斜度，从而造成成型时脱模的困难。由于本发明在壳体内设有具有锥度的压力调节板，压力调节板对壳体内侧壁的脱模斜度进行有效的修正，因而我们可设置较大的脱模斜度，并通过压力调节板对壳体内侧壁的脱模斜度进行修正，以有利于壳体的注塑成型，并提高壳体的强度和刚性，降低壳体成型后的变形量，确保对极群的上下均衡施压。特别是，由于蓄电池的壳体内腔尺寸是固定不变的，因此，在现有的蓄电池中，当壳体的尺寸或者极群的尺寸有细微的误差时，会影响对极群压力的均衡和稳定一致。而本发明中的下小上大的锥形压力调节板是从上往下插入极群与壳体的空隙内的，也就是说，我们可通过调节压力调节板插入深度的变化调节对极群的压力，从而可有效地消除壳体尺寸或者极群尺寸的误差对极群压力的不利影响。

此外，本发明的压力调节板可采用组合式结构，具体地，如图3所示，压力调节板包括相对设置的调节凹板41和调节凸板42，调节凹板上远离调节凸板的侧面为平面，调节凹板上与调节凸板相对的侧面为下凹的球面，从而形成球面下凹411；调节凸板上远离调节凹板的侧面为平面，调节凸板上与调节凹板相对的侧面为外凸的球面，从而形成与球面下凹适配的球面凸起421，球面凸起与球面下凹相贴合，而调节凹板和调节凸板相互分离的外侧面之间的距离即为该组合式压力调节板的厚度。由于球面凸起与球面下凹之间相互贴合的是一个球面，使调节凹板和调节凸板之间形成类似跷跷板结构的球面浮动连接，当球面凸起与球面下凹之间的相互挤压力偏离位于压力调节板中间的上述球面的球心时，调节凹板和调节凸板之间会产生弧形滑动，从而使调节凹板和调节凸板相互分离的外侧面形成一个夹角，进而使整个压力调节板各处的厚度有所变化。也就是说，压力调节板上受压较大一侧的调节凹板与调节凸板会相互靠近而降低厚度，相反地，压力调节板上受压较小一侧的调节凹板与调节凸板会相互分离而增加厚度。

安装时，我们可将一侧的压力调节板放入壳体内，并贴靠在壳体左侧的内侧壁上，然后将极群放入壳体内并贴靠壳体内的压力调节板，以便在极群和壳体右侧的内侧壁之间形成空隙；接着可挤压另一压力调节板的下侧，使调节凹板和调节凸板的下侧相互靠近，调节凹板和调节凸板的上侧则相互远离，从而使压力调节板形成下小上大的锥形；此时即可将压力调节板较小的下端插入极群和壳体右侧内侧壁之间的空隙内，并在该压力调节板的上侧边施加向下的压力，使该压力调节板对极群产生一个侧向压力。如果此时极群所受的压力不均衡，也就是说，压力调节板上下侧之间或前后侧之间所受的挤压力不均衡，则压力调节板上压力较大的一侧的调节凹板与调节凸板会相互靠近而降低厚度，从而降低其挤压力，而压力调节板上压力较小的一侧的调节凹板与调节凸板会相互分离而增加厚度，从而增加其挤压力，最终彻底消除极群以及壳体的尺寸误差以及安装误差对压力调节板所需最佳锥度的影响，确保极群上下侧以及前后侧的压力均衡，从而有利于改善蓄电池的充电接受能力，延长蓄电池的循环使用寿命。

另外，我们可在调节凸板的球面凸起上设置深度在0.2-0.4mm之间的网格凹槽422，从而可减小调节凹板和调节凸板之间的接触面积，降低两者之间的滑动阻力，有利于压力调节板的自适应调节。

为了便于压力调节板的安装，我们可在极群与压力调节板之间设置厚度在0.2-0.3面之间的垫片5，并且垫片的材质与壳体的材质相同，以便在压力调节板插入极群与壳体的空隙时降低其摩擦阻力，同时方便计算极群所受的压力。

如图4所示，我们设定施加在压力调节板上向下的挤压力为N，相应地，压力调节板与壳体内侧壁之间的压力为P，压力调节板与极群之间的压力为F，壳体的脱模斜度为a，压力调节板与壳体、垫片之间的摩擦系数为k，则压力调节板与壳体之间的摩擦力为M1＝P×k，压力调节板与垫片之间的摩擦力为M2＝F×k，则：

F+M1×sin a＝P×cos a，N＝M2+M1×cos a，

即F+P×k×sin a＝P×cos a，N＝F×k+P×k×cos a，由此可推算出：

F＝(1－k×tan a)×N/(2－k×tan a)，也就是说，施加在压力调节板上向下的挤压力N与极群的压力F之间具有一个固定的关系式，因此，我们可方便地通过控制压力调节板插入时的挤压力N控制压力调节板对极群的压力F，以便使极群工作在最佳压力区间。

进一步地，我们还可在压力调节板上设置若干减重孔43，从而有利于减轻重量，降低成本。

由于长方体状的壳体内侧壁在受到挤压时其上侧开口的中间会向外呈弧形胀开，为此，如图2所示，我们可在壳体的外侧壁设置抱箍6，抱箍包括分别设置在壳体上对应压力调节板的左右外侧壁上的两个弧形凹板61，两个弧形凹板的前端部之间通过连接杆相连接，两个弧形凹板的后端部之间也通过连接杆相连接，从而使整个抱箍成为矩形框架结构。此外，左右两侧的弧形凹板向着壳体的外侧壁一侧弧形凸起，从而使弧形凹板构成类似板弹簧的结构，弧形凹板的中间紧紧抵压壳体外侧壁，也就是说，弧形凹板对壳体外侧壁的压力自中间向两侧逐渐减小，从而确保壳体的左右侧壁始终保持平直状态，以确保极群上下侧以及前后侧的压力均衡。

当然，我们还可在弧形凹板的两端分别设置连接孔611，连接杆则包括同轴布置并分别穿接在两个弧形凹板端部连接孔内的左螺杆62、右螺杆63，左螺杆、右螺杆靠近弧形凹板的外端部设有限位法兰64，左螺杆、右螺杆相对的内端部螺纹连接有正六边形的调节螺母65，两个调节螺母之间通过加力弹簧66相连接，左螺杆、右螺杆的螺纹旋向相反，在左螺杆的调节螺母外面同轴地套设一个正六棱柱状的调节螺套67，并且调节螺套与左螺杆上的调节螺母焊接成一体，调节螺套向着右螺杆上的调节螺母延伸并套在右螺杆上的调节螺母外，从而使右螺杆上的调节螺母滑动连接在调节螺套内。

当我们正向转动调节螺套时，可同时带动两个调节螺母同方向转动，由于左螺杆、右螺杆的螺纹旋向相反，因此，两个调节螺母会在左螺杆、右螺杆上向外端移动而相互分离，从而使加力弹簧因拉长延伸而弹力增加，从而增大抱箍的弧形凹板对壳体外侧壁的压力，进而增大极群的工作压力；我们反向转动调节螺套时，两个调节螺母会在左螺杆、右螺杆上向内端移动而相互靠近，从而使加力弹簧因缩短而弹力减小，从而降低抱箍的弧形凹板对壳体外侧壁的压力，进而降低极群的工作压力。可以理解的是，我们可在正六棱柱状的调节螺套的每个侧壁上设置一条沿轴向延伸的观测槽671，并在调节螺套的每个侧壁上位于观测槽的旁边设置相应的刻度，这样，我们可通过观测槽观察调节螺套内可滑动的右螺杆上的调节螺母的位置，以确认相应的极群的工作压力，实现准确控制集群的工作压力。

Claims (5)

1.一种蓄电池安装结构，包括上部具有开口的壳体、设置在壳体上部开口处的盖体、设置在壳体内的极群，极群包括若干竖直的极板以及设置在极板之间的隔板，其特征是，在所述极群两个最外侧的极板与壳体对应一侧的内侧壁之间分别设有竖直布置的压力调节板，所述压力调节板的厚度从靠近壳体的开口的上侧至靠近壳体底部的下侧逐渐减小，从而使压力调节板的竖直截面呈下小上大的锥形，在壳体的外侧壁设有抱箍，所述抱箍包括分别设置在壳体上对应压力调节板一侧外侧壁上的两个弧形凹板，两个弧形凹板对应的端部之间通过连接杆相连接，弧形凹板向着壳体的外侧壁一侧弧形凸起，所述弧形凹板的两端分别设有连接孔，所述连接杆包括同轴布置并分别穿接在两个弧形凹板端部连接孔内的左螺杆、右螺杆，左螺杆、右螺杆靠近弧形凹板的外端部设有限位法兰，左螺杆、右螺杆相对的内端部螺纹连接有正多边形的调节螺母，两个调节螺母之间通过加力弹簧相连接，左螺杆、右螺杆的螺纹旋向相反，在左螺杆的调节螺母外面固定连接有同轴的调节螺套，所述右螺杆上的调节螺母滑动连接在调节螺套内，调节螺套的侧壁上设有沿轴向延伸的观测槽。

2.根据权利要求1所述的一种蓄电池安装结构，其特征是，所述压力调节板包括相对设置的调节凹板和调节凸板，所述调节凹板与调节凸板相对的侧面设有球面下凹，所述调节凸板与调节凹板相对的侧面设有与球面下凹适配的球面凸起，所述球面凸起与球面下凹相贴合。

3.根据权利要求2所述的一种蓄电池安装结构，其特征是，所述球面凸起上设有网格凹槽。

4.根据权利要求1所述的一种蓄电池安装结构，其特征是，在极群与压力调节板之间还设有垫片，所述垫片的材质与壳体的材质相同。

5.根据权利要求1所述的一种蓄电池安装结构，其特征是，所述压力调节板上设有若干减重孔。