CN106797059B - 有集成盖的柔韧电池覆盖物,其构建方法,用其包围电池的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了柔韧的一件式绝缘电池覆盖物、具有所述电池覆盖物的电池覆盖物组件及其构建方法;以及用所述电池覆盖物包围电池的方法。所述电池覆盖物包括柔韧的管状纺织壁,所述壁具有在所述壁的底端与开放顶端之间延伸的空腔。所述覆盖物还包括柔韧的纺织盖,所述盖具有自由端和经由铰链固定至所述壁的相对端,所述盖可经由铰链在打开位置与关闭位置之间枢轴旋转,在所述打开位置,暴露所述壁的开放顶端,而在所述关闭位置,基本上关闭顶端。再者,所述覆盖物包括在自由端附近、固定到盖的紧固件,所述紧固件被配置成可拆卸地附接到汽车电池组件的、伸长的紧固件构件。
Description
本专利申请要求2014年8月29日提交的、序列号为62/043,969的美国临时专利申请,以及2015年8月24日提交的、序列号为14/833,461的美国实用专利申请的权益,这些专利申请的所有内容在此通过引用而并入本文。
技术领域
本发明主要涉及电池覆盖物,更具体地,涉及柔韧的绝缘电池覆盖物。
背景技术
通常需要热绝缘体来绝缘电池,诸如汽车电池,使其免于热退化。通常用坚硬的塑料覆盖物来保护电池;然而它们相对较重,而且典型地不能保护电池免受热条件的影响。因此,坚硬的塑料覆盖物通常不提供保护电池免受热退化所需要的绝缘程度,由此降低了电池的使用寿命。另外,坚硬的塑料电池覆盖物不是柔韧的,通常很笨重并造成运输麻烦,另外,它占用宝贵的存储空间,由此增加运输和库存成本。
除了坚硬的塑料覆盖物,大致管状的、非纺织垫也被用来覆盖电池的侧面,其中非纺织垫具有开放的端部,由此使电池的底部和顶部暴露在环境条件下。另外,已知用分离的材料片来覆盖电池的顶部,然而,这带来巨大的附加开销,因为需要多个紧固件来把分离的材料片固定到围绕电池侧面的非纺织垫上。另外,由于需要库存分离的电池覆盖物部件,包括分离的电池覆盖物材料片以及紧固件,增加了额外的花费。
发明内容
按照本发明的一方面,提供了柔韧的、一件式绝缘的电池覆盖物。所述覆盖物包括柔韧的、管状纺织壁,所述壁具有在所述壁的底端与开放顶端之间延伸的空腔。所述覆盖物还包括柔韧的纺织盖,所述盖具有自由端和经由铰链固定到所述壁的相对端,所述盖可通过所述铰链在打开位置与关闭位置之间枢轴旋转,在所述打开位置,暴露所述壁的开放顶端,而在所述关闭位置,基本上关闭所述顶端。再者,所述覆盖物包括在自由端附近、固定到所述盖的紧固件,所述紧固件被配置成可拆除地附接到汽车电池组件的、伸长的紧固件构件。
按照本发明的另一方面,所述纺织壁和纺织盖包括夹在相对的非纺织网格布层之间的中间非纺织层。
按照本发明的另一方面,非纺织网格布层是热压粘合层。
按照本发明的另一方面,热压粘合层至少部分由可热熔的纤维构建。
按照本发明的另一方面,所述纺织盖具有一对开孔,其中一个开孔靠近所述纺织盖的固定端,另一个开孔靠近所述纺织盖的自由端。
按照本发明的另一方面,所述覆盖物具有紧固件,所述紧固件在靠近所述自由端的位置被固定到所述纺织盖。
按照本发明的另一方面,靠近所述纺织盖的自由端固定的紧固件可用于附接到J形钩。
按照本发明的另一方面,提供了一种汽车电池与绝缘覆盖物组件。所述组件包括一对伸长的紧固件构件和具有开孔的、伸长的夹紧托架,所述夹紧托架被配置成接纳穿过所述开孔的紧固件构件。所述组件还包括柔韧的、管状纺织壁,所述纺织壁具有在所述壁的底端与开放顶端之间延伸的空腔。所述纺织盖可通过铰链在打开位置与关闭位置之间枢轴旋转,在所述打开位置,暴露所述壁的开放顶端,在所述关闭位置,基本上关闭所述顶端。再者,紧固件在靠近所述自由端的位置被固定至盖。所述紧固件被配置成可拆卸地附接到其中一个伸长的紧固件构件,由此可拆卸地将所述纺织盖保持在所述关闭位置,以对封闭的电池提供最佳保护。
按照本发明的另一方面,提供了一种构建用于汽车电池组件的电池覆盖物的方法。所述方法包括:形成柔韧的、管状纺织壁,以提供在所述壁的底端与开放顶端之间延伸的空腔。另外,提供柔韧的纺织盖,所述纺织盖具有自由端和通过铰链固定到所述壁的相对端,所述盖可通过所述铰链在打开位置与关闭位置之间枢轴旋转,在所述打开位置,暴露所述壁的开放顶端,而在所述关闭位置,基本上关闭所述顶端。再者,在靠近所述盖的自由端的位置把紧固件固定到所述盖,所述紧固件被配置成可拆卸地附接到汽车电池组件的伸长的紧固件构件。
按照本发明的另一方面,提供了一种把电池装入电池覆盖物中的方法。方法包括提供柔韧的、单件式的绝缘电池覆盖物。所述覆盖物被提供为包括柔韧的、周界连续的纺织壁,所述纺织壁限定在所述壁的底端与所述壁的开放顶端之间延伸的空腔。所述覆盖物还包括柔韧的纺织盖,其中所述盖在固定端处通过铰链固定到所述壁,并且延伸到与所述固定端相对的自由端。所述盖还在靠近所述盖的自由端的位置处配备有紧固件。该方法还包括把电池放在所述空腔内,并使紧固件构件,诸如J形钩,沿所述壁的相对外侧延伸。然后,所述方法还包括使所述盖从开放位置折叠到关闭位置,由此紧固件构件延伸穿过所述覆盖物的盖中的对应开孔。然后,所述方法包括把紧固件可操作地紧固到其中一个紧固件构件,以便基本关闭所述覆盖物的顶端,使得电池完全隐藏在所述空腔内。然后,支架可布置在紧固件构件上并紧固于其上,以便把包装的电池固定到汽车上。
附图说明
当结合以下对当前优选实施例和最佳模式的详细说明、所附权利要求和附图考虑时,将更容易地看到本发明的这些和其它的方面、特性和优点,在附图中:
图1是按照本发明的一个方面构建的、单件式的绝缘电池覆盖物的透视图,显示覆盖物的盖处于打开位置,其中有电池布置在覆盖物的空腔中;
图2是图1的电池覆盖物的透视图,显示以关闭位置布置在汽车内,其中夹紧构件被紧固到一对紧固件构件J形钩;
图3A是按照本发明的一个方面被形成为预定结构的、扁平材料片的平面图,显示在把部分材料折叠成电池覆盖物之前所述材料的初始制作状态;
图3B是与图3A类似的、按照本发明的另一方面被形成为预定结构的、扁平材料片的平面图,显示了在把部分材料折叠成电池覆盖物之前所述材料的初始制作状态;以及
图4是大致沿图2的线4-4截取的横截面图,显示紧固到其中一个紧固件构件J形钩的、电池覆盖物的紧固件。
具体实施方式
更详细地参照附图,图1和2显示了按照本发明的一个方面构建的、柔韧的、单件式纺织电池覆盖物,此后称为覆盖物10,其被显示为围绕汽车电池11布置,以便形成围绕电池11的周边和顶部提供热保护的组件。覆盖物10被形成为具有柔韧的、单件式的壁12,从而覆盖物10可以作为单件材料处理和围绕电池11放置。壁12被形成为具有管状结构的侧壁,因此围绕其周界侧周向连续,并且在顶端13与相对的底端15之间延伸。正如在图4上最好地显示的,壁12具有非纺织的中间层14,以提供相应的热保护,还包括一对相对的外层16,18,中间层14夹在外层16,18之间。覆盖物10还包括柔韧的纺织顶部,也称为盖20。在盖20的固定端22处,盖20在靠近壁12的顶端13的位置处被固定到壁12,其中盖20延伸到与固定端22相对的自由端24。盖20可操作而折叠,诸如经由活动铰链25(例如,在本领域被理解为在材料本身形成的整体铰链,诸如通过折皱或厚度减小的区域),跨过壁12的开放的顶端13,由此关闭开放的顶端13,以完全覆盖在覆盖物10的空腔26内的电池11,并对于电池11提供完全的、增强的和优化的热保护,而同时为电池11提供全部和完全的封装保护,以对抗环境因素,例如流体和碎片污染。由于形成覆盖物10的所有纤维是高度柔韧的,覆盖物10能够容易做得紧凑,或被大致弄平,以便运输和储存,由此在运输和储存过程中占用最小的空间,这最终导致减少的运输和储存花费。而且,覆盖物重量轻,由此使由覆盖物10添加到汽车的重量最小化。另外,覆盖物10是可再生的,因此减小对垃圾填埋场的影响,并且在制造和安装方面都是经济的。
中间层14可以由绿色材料制成,所述绿色材料由粉碎纸板的混合物、天然纤维、回收材料和/或废料流材料(waste stream materials)中的至少一项提供,并且还可以包括可热定型的纤维和/或可热熔的纺织纤维。天然纤维可以由任何合适的天然纤维,诸如黄麻、洋麻、大麻等提供,也可以由任何合适的可再生材料和/或废料流材料提供。绿色材料也可以任何亚洲的硬纸板(通常在亚洲国家,例如中国和韩国,生产并输入美国的低级硬纸板,迄今为止,这些纸板被各个州的环境部门,诸如在康乃迪克州、新罕布什尔州和马萨诸塞州的环境部门,典型地认为是不可回收的)与标准硬纸板材料(由诸如松树那样的树木制成的硬纸板材料,其典型地在美国制造)的混合物的形式提供。因为回收者典型地只允许5%的亚洲硬纸板与“标准硬纸板”混合,本专利的焦点集中在含有5%至100%的亚洲硬纸板的回收硬纸板上。在下文中,这种“标准”与“亚洲”的混合物将被称为“混合的亚洲硬纸板”。这样,按照本发明的一个方面的、回收硬纸板材料用于制造汽车部件的方法不需要区分内部的低级硬纸板材料(包括亚洲硬纸板)与更高级别的硬纸板(诸如在美国制造的那种硬纸板)。因此,成堆成捆的、来自硬纸板容器的标准高等级硬纸板的混合物可以容易地与亚洲硬纸板一起回收,而不用关心分离这两种类型的硬纸板材料。如果想要的话,根据覆盖物10的想要的特性,不管是混合的还是100%亚洲的,硬纸板的含量优选占纸箱总重量的约25-99重量百分比之间。通常,为了被认为是“回收”产品,在新产品中需要有约25%的回收材料。
如果可热熔的和/或可热定型的材料包含在纺织的中间层14中,则它可以例如低温熔化聚合物材料的形式被提供,诸如聚乙烯、PET或尼龙的纤维。应当看到,也可以使用其它低温熔化的聚合物材料,诸如热塑性的双组份纤维,其外壳(例如为聚丙烯)例如在被加热到超过其熔化温度时熔化,而其内核可以是保持热定型形状的热定型材料。低温熔化材料在熔化时与任何存在的纺织天然纤维和纸板纤维的混合物熔接在一起,并且与来自回收的硬纸板材料的剩余粘接剂熔接在一起。作为例子,与在250℃熔化的内核相比,PET低温熔化双组份纤维的外面部分的熔点可以是大约110℃-180℃。本领域技术人员将会看到,其它涂覆物或填充物和填充物纤维可以用来代替低温熔化纤维,以达到想要的结果。
以壁12的适当wt%含量提供可热熔化和可热粘接的纺织材料,作为例子而非限制,诸如约10wt%或更多,以允许壁12的任何自由边缘,诸如侧边缘,互相粘接而形成具有焊缝的壁和想要的结构形状,如这里显示的,作为例子而非限制,如大致矩形。应当看到,可热熔材料的wt%可以小于10%,其取决于所用的材料和粘接工艺。可热熔的纤维优选由回收的塑料材料提供,例如回收的地毯或切碎的PET废旧布片。因此,这些回收材料的使用减少了被送到垃圾填埋场的材料数量。
用于构建非纺织的中间层14的过程包括混合或共混非纺织的材料,正如讨论的,该材料可包括含有可熔纤维的绿色材料(例如天然纤维),并形成混合材料的网状物。成网过程例如可以在兰多机(Rando machine)上进行的气流成网过程中,或者在梳理过程中完成,形成均匀混合的天然纤维/可熔的纤维垫或网,而绿色材料和纤维随机取向。
然后,在成网以后,网被加固,以使绿色材料与纤维材料彼此粘接,诸如经由机械、化学和/或热处理过程。例如,网可以诸如在炉子中被加热到适于至少部分熔化可热熔纤维的温度,由此热接合绿色材料与可热熔纤维的共混物。替代地或附加地,网可以经受缝合处理,以使绿色材料与纤维彼此纠缠,和/或经受化学处理,其中化学粘接剂被用来把绿色材料与纤维粘接在一起。不管所选的加固过程如何,网被形成为穿插的或相互交错的纤维的非纺织片状物,其中非纺织片状物达到想要的厚度。
然后,在形成和冷却中间层14之后,外层16,18可被接合到中间层14的相对两侧,以完成壁12材料的成形。外层16,18可以由任何合适材料形成,以提供对于电池11的保护,使其免受包括引擎流体和水在内的环境因素的影响。这样,外层16,18可以流体非渗透或基本流体非渗透的材料层形式被提供,与较厚的中间层14相比,其中外层16,18可被形成为相对较薄的热压粘合层。作为例子而非限制,外层16,18可以至少部分由聚丙烯制成。然后,在完成壁材料的构建之后,壁材料可被切割,以形成具有期望尺寸的、单个单片材料,该单片材料形成壁12的期望结构,作为例子而非限制,如图3A和3B所示。然后,平面材料壁的侧面29被适当地折叠,诸如经由活动铰链31,因此要彼此固定的任何自由边缘被置于彼此相邻的关系。被置于彼此相邻关系的自由边缘准备好彼此固定,诸如通过在施加适当热量的情况下接合,例如在超声焊接过程中被焊接,或例如通过适当的粘接剂或紧固件接合。作为例子而非限制,壁12的侧边缘27可以经由上述固定机制之一而彼此固定,以形成限定空腔26的、覆盖物10的周界连续的管状壁结构。这样,壁12被配置成使其周界连续的外围侧面29在相对的顶端13与底端15之间延伸,其中至少顶端13开放,以允许电池被放置到空腔26中。这里预期,盖20可以被切割成单个单片材料,如图3A和3B所示,外围侧面29或者盖20可被切割成独立的材料片,然后如以上讨论的那样,被固定到外围侧面29的其中一个上边缘,以形成固定端22,作为例子而非限制,即经由上述固定机制之一固定。
在形成包括盖20在内的壁12的整个平面几何形状后,多个开孔28,30,32,33诸如在切割操作中被形成在壁12中,如图所示,例如至少部分形成在盖20上。当然,如果盖20与壁12分开构建,可以在把盖20固定到壁12之前将开孔28,30,32形成在盖20上。其中一个开孔28靠近铰链25且在固定端22处,而另一个开孔30靠近相对的自由端24。而且,另一个开孔32形成在盖20的延伸部分,其也被称为闭合翻边(enclosure flap)34。作为例子,闭合翻边34被显示为相对于盖20的整个宽度具有减小的宽度,从而闭合翻边34从自由端24向外延伸。在闭合盖20后,闭合翻边34诸如可通过活动铰链25折叠,以沿壁12的其中一个周界侧面29延伸,便于紧固盖20和将盖20保持在其闭合位置。提供靠近盖20的固定端22的开孔28,以允许第一伸长紧固件构件36,诸如伸长的螺栓构件或J形钩(汽车电池技术领域中的已知术语,以识别大致J形的紧固件、杆或螺栓,其具有J形端和相对的直螺纹端,其中J形端配置成在电池下方成环或支撑其平台,直螺纹端配置用于接纳螺母),延伸穿过其中,同时而靠近相对自由端24的开孔30被提供以允许第二个伸长的紧固件构件38,诸如另一个J形钩,延伸穿过其中。因此,应当看到,紧固件构件36,38沿覆盖物10和电池11的相对侧布置。开孔33被提供来容纳端子35,以使端子35自由穿过闭合配置的覆盖物10。应当看到,取决于打算的使用,开孔33可设在与所示位置不同的位置。同时,如图4所示,提供开孔32以便于把紧固件40附接到闭合翻边34。应当看到,紧固件40可被固定到没有开孔的闭合翻边34,诸如经由粘接剂粘接,尽管这需要额外的处理和粘接材料。因此,图4中显示的机构是优选的,因为可沿箭头A的方向简单地以卡合方式将紧固件40布置在开孔32中,因此,一对弹簧构件或弹簧触片42起到将紧固件40保持到位的作用,其被显示为弹簧夹式紧固件。在被沿径向向内压缩并按压穿过开孔32之后,弹簧触片42自动地沿径向向外张开,以与壁12的朝内的侧表面44卡合抵接,并且紧固件40的凸缘46被压靠到壁12的朝外的侧表面48。因此,除了将紧固件40的弹簧触片42按压穿过开孔32,不需要用额外的材料或处理过程以将紧固件40固定到闭合翻边34上。
在完成覆盖物10的构建后,电池11被放置在空腔26中,紧固件构件36,38被放置成沿壁12的相对侧面29延伸。然后,盖20绕活动铰链25被折叠到超过开放的顶端13上,以覆盖和隐藏电池11,此后紧固件构件36,38的部分被引导通过其在盖20中的各自开孔。而且,如图1所示,在关闭盖20时,如果提供盖20的侧面翻边49用于额外的保护,则侧面翻边49可以布置在壁12的相对侧面29以内,以提供对电池11的附加保护。然后,向内面向壁12的紧固件40能够经由弹簧夹52的夹紧动作而简单地和容易地紧固到紧固件构件38,如图4所示。因此,覆盖物10的组件,包括盖20,提供对电池11的向外和向上暴露区域的完全覆盖,电池11的底部被其上放置有电池的架子56遮蔽,只需要单个紧固件40来把覆盖物10固定到电池11。当然,覆盖物10可以形成有集成底部58,该集成底部58与覆盖物的其余部分形成为单片式材料片,如图3B所示,其中底部58可以具有侧边缘60,至少一个或所有的侧边缘60被固定,作为例子而非限制,诸如经由焊缝接合,正如以上讨论的,以抵接侧面29的底端15。随着电池11被完全装入覆盖物10中,电池在汽车中的剩余安装可以通过紧固标准的伸长电池夹紧支架54而完成,伸长电池夹紧支架54具有被配置成用于接纳紧固件构件36,38的上部端的开孔,其中支架54大致延伸跨过电池的宽度,正如已知的那样,此后螺母被旋到紧固件构件36,38的上端,以使支架54向下按压覆盖物10的盖20,由此完成覆盖物-电池组件。
显然,鉴于以上的教导,本发明的许多修正方案和变形例都是可能的,因此,应当看到,在所附权利要求和最终允许的任何权利要求的范围内,本发明可以不同于这里具体地描述的方式被实践。
Claims (17)
1.一种用于汽车电池组件的、柔韧的绝缘电池覆盖物,包括:
柔韧的管状纺织壁,所述壁具有在所述壁的底端与开放顶端之间延伸的空腔;
柔韧的纺织盖,所述盖具有自由端和相对端,所述相对端经由铰链固定到所述壁,所述盖可经由所述铰链在打开位置与关闭位置之间枢轴旋转,在所述打开位置,暴露所述壁的开放顶端,在所述关闭位置,关闭所述顶端;以及
固定到所述盖的、靠近所述自由端的紧固件,所述紧固件被配置成可释放地附接到汽车电池组件的伸长紧固件构件;
其中所述盖具有多个通孔,所述通孔中的第一通孔靠近所述铰链,所述通孔中的第二通孔靠近所述自由端,其中所述第一通孔和第二通孔被配置成接纳穿过其中的、分离的伸长紧固件构件。
2.如权利要求1所述的电池覆盖物,其特征在于,所述壁和所述盖是单片材料,所述铰链是活动铰链。
3.如权利要求2所述的电池覆盖物,其特征在于,所述壁和所述盖具有夹在非渗透的外层之间的、非纺织的中间层。
4.如权利要求1所述的电池覆盖物,其特征在于,所述盖具有翻边,所述翻边可经由活动铰链折叠而沿所述管状壁的侧面延伸,所述紧固件被固定到所述翻边。
5.如权利要求1所述的电池覆盖物,其特征在于,所述紧固件具有弹簧夹,用于卡合附接至所述伸长紧固件构件。
6.如权利要求1所述的电池覆盖物,其特征在于,所述盖具有一对侧翻边,所述侧翻边被配置成被接纳在所述壁的空腔中。
7.一种汽车电池与绝缘覆盖物的组件,包括:
一对伸长的紧固件构件;
具有开孔的伸长夹紧支架,所述开孔被配置成接纳穿过其中的所述紧固件构件;
柔韧的管状纺织壁,所述壁具有在所述壁的底部与开放顶端之间延伸的空腔;
柔韧的纺织盖,所述盖具有自由端和相对端,所述相对端经由铰链附接到所述壁,所述盖经由所述铰链而可在暴露所述壁的开放顶端的打开位置与关闭所述顶端的关闭位置之间枢轴旋转;以及
被固定到所述盖、靠近所述自由端的紧固件,所述紧固件被配置成可释放地附接到所述伸长紧固件构件之一;
其中所述盖具有多个通孔,所述通孔中的第一通孔靠近所述铰链,所述通孔中的第二通孔靠近所述自由端,其中所述第一通孔和第二通孔被配置成接纳穿过其中的、分离的所述伸长紧固件构件。
8.如权利要求7所述的组件,其特征在于,所述壁与所述盖是单片材料,所述铰链是活动铰链。
9.如权利要求8所述的组件,其特征在于,所述壁与所述盖具有夹在非渗透的外层之间的非纺织的中间层。
10.如权利要求7所述的组件,其特征在于,所述盖具有翻边,所述翻边可经由活动铰链折叠而沿所述管状壁的侧面延伸,所述紧固件被固定到所述翻边。
11.如权利要求7所述的组件,其特征在于,所述紧固件具有弹簧夹,用于卡合附接至所述伸长紧固件构件之一。
12.如权利要求7所述的组件,其特征在于,所述盖具有一对侧翻边,所述侧翻边被配置成被接纳在所述壁的空腔中。
13.一种构建用于汽车电池组件的电池覆盖物的方法,包括:
形成柔韧的、管状纺织壁,以提供在所述壁的底端与开放顶端之间延伸的空腔;
提供柔韧的纺织盖,所述盖具有自由端和相对端,所述相对端经由铰链固定到所述壁,所述盖经由所述铰链而可在暴露所述壁的开放顶端的打开位置与关闭所述顶端的关闭位置之间枢轴旋转,以及
在靠近所述盖的自由端处,把紧固件固定到所述盖,所述紧固件被配置成可释放地附接到汽车电池组件的伸长紧固件构件;
其中所述方法还包括在所述盖中形成多个通孔,所述通孔中的第一通孔靠近所述铰链,所述通孔中的第二通孔靠近所述自由端,其中所述第一通孔和第二通孔配置成接纳穿过其中的、分开的伸长紧固件构件。
14.如权利要求13所述的方法,其特征在于,所述方法还包括将所述盖与所述壁形成单片材料,所述铰链是活动铰链。
15.如权利要求14所述的方法,其特征在于,所述方法还包括将所述壁和所述盖形成为被夹在非渗透的外层之间的非纺织的中间层。
16.如权利要求13所述的方法,其特征在于,所述方法还包括沿所述盖的相对侧形成一对侧翻边,所述侧翻边被配置成被接纳在所述壁内的空腔中。
17.一种把电池装入到电池覆盖物中的方法,包括:
提供柔韧的、单片式绝缘电池覆盖物,所述覆盖物包括柔韧的、周界连续的纺织壁,所述壁限定在所述壁的底端与所述壁的开放顶端之间延伸的空腔;所述覆盖物还包括柔韧的纺织盖,所述盖在固定端处经由铰链固定到所述壁并延伸到与所述固定端相对的自由端;并且所述覆盖物还包括靠近所述盖的自由端的紧固件;
把电池放置在所述空腔内;
使紧固件构件沿所述壁的相对的外侧面延伸;
将所述盖从开放位置折叠到关闭位置,并穿过所述盖中的、靠近所述盖的固定端和自由端的开孔布置所述紧固件构件;以及
可操作地把所述紧固件紧固到所述紧固件构件之一,以使将电池装入和隐藏在所述空腔内。
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