CN107331806B - 箱体密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种箱体密封结构，其包括箱体、箱盖和密封垫，箱盖盖设在箱体的开口，密封垫位于箱体和箱盖之间；还包括用于连接所述箱体和箱盖的夹紧装置，夹紧装置包括两个相对的夹紧部和连接两个夹紧部的连接部；箱体和箱盖分别设置夹持边，夹紧装置的两个夹紧部分别压紧箱体和箱盖的夹持边，利用夹紧力实现箱体和箱盖的密封连接。相对于现有技术，本发明箱体密封结构使IP67防护结构简单、空间体积小、强度好、成本低、拆装方便，在提高电池包的生产效率和维护方便性的同时，可以很好地为低压电池包内的电芯、电子元器件提供有效的IP67防护环境，确保低压电池包的有效使用。

Description

箱体密封结构

技术领域

本发明属于电池包制造领域，尤其涉及一种箱体密封结构。

背景技术

由于电动汽车结构设计空间的局限性，其对低压电池包的外形尺寸有着严格地要求。另一方面，IP67是低压电池包的基本防护等级要求。

在现有技术中，电池包的箱体和箱盖基本上都是通过螺栓连接或者卡扣连接来实现密封的。但是，上述密封方式往往存在以下问题：1)连接螺栓多，密封结构复杂，导致装配效率低且不宜多次拆装，维护不便；2)螺栓固定所需占用空间大，不利于装配，也不能很好地满足配合汽车空间设计；3)装配密封垫时需要避让螺栓，使得整体密封效果差，也不易于加工，结构成本高；4)卡扣由于结构及材料和产品加工的局限性，只能局部装配固定，导致连接不稳定、失效风险高，对电池包内部电路及电芯起不到很好地保护作用，长此以往，将使得电池模组失效或者是电路板损坏，电池的可靠性大为降低。

有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述技术问题的箱体密封结构。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种结构简单、空间体积小、连接强度高、成本低且拆装方便的箱体密封结构，以便为电池包内的电芯、电子元器件提供有效的保护环境，为整个电池包的有效使用提供可靠保障。

为了实现上述目的，本发明提供了一种箱体密封结构，其包括箱体、箱盖和密封垫，箱盖盖设在箱体的开口，密封垫位于箱体和箱盖之间；还包括用于连接所述箱体和箱盖的夹紧装置，夹紧装置包括两个相对的夹紧部和连接两个夹紧部的连接部；箱体和箱盖分别设置夹持边，夹紧装置的两个夹紧部分别压紧箱体和箱盖的夹持边，利用夹紧力实现箱体和箱盖的密封连接。

优选地，所述箱体和箱盖的夹持边中，至少有一个夹持边在与夹紧装置接触的表面上开设有卡槽；夹紧装置的对应夹紧部弯折后形成卡脚，卡脚卡入卡槽中。

优选地，所述卡槽的至少一个端部贯通至所在夹持边的长度边缘，安装时，夹紧装置在卡槽的导向下滑动至装配位置。

优选地，所述密封垫连续分布在箱体和箱盖之间的整个周长上。

优选地，所述箱体和箱盖对接处的两个对接表面，一个对接表面开设有收容密封垫的凹槽，另一个对接表面设有与凹槽对齐的凸棱，凹槽和凸棱配合将密封垫夹紧固定。

优选地，所述密封垫的横截面为长方形、正方形、圆形或椭圆形。

优选地，所述夹紧装置的两个夹紧部均设有用于连接开夹工具的连接结构；两个夹紧部通过自身弹力彼此靠近实现箱体和箱盖的密封连接，并借助开夹工具彼此远离而实现拆装。

优选地，所述连接结构是自夹紧部的边缘向外弯折形成的卡钩，卡钩的中部还开设有一个缺口，开夹工具所设置的连接端经缺口卡入卡钩中。

优选地，所述密封垫的厚度为3-5mm，装配后的压缩变形量不小于0.8mm。

优选地，所述夹紧装置采用厚度为0.8-1.0mm的不锈钢制作，或是采用厚度为1.2-1.5mm的铝片制作。

相对于现有技术，本发明箱体密封结构使IP67防护结构简单、空间体积小、强度好、成本低、拆装方便，在提高电池包的生产效率和维护方便性的同时，可以很好地为低压电池包内的电芯、电子元器件提供有效的IP67防护环境，确保低压电池包的有效使用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明箱体密封结构及其有益技术效果进行详细说明。

图1为本发明箱体密封结构第一实施方式的分解结构示意图。

图2为本发明箱体密封结构第一实施方式的组装结构示意图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为图3中B部分的放大图。

图5为本发明箱体密封结构第一实施方式的组装过程示意图。

图6为本发明箱体密封结构第二实施方式的组装过程示意图。

图7为本发明箱体密封结构第三实施方式的组装过程示意图。

图8为本发明箱体密封结构第四实施方式的组装结构示意图。

图9为本发明箱体密封结构第四实施方式的一个夹紧装置处的连接剖视示意图。

图10为图8中夹紧装置的立体图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。

请参阅图1至图4，本发明箱体密封结构的第一实施方式包括箱体10、箱盖20、密封垫30和夹紧装置40。箱盖20以适配的方式盖设在箱体10的开口处，密封垫30位于箱体10和箱盖20之间。夹紧装置40包括两个相对的夹紧部42和连接两个夹紧部42的连接部44；箱体10和箱盖20分别设置夹持边14、24，夹紧装置40的两个夹紧部42分别压紧箱体10和箱盖20的夹持边14、24，利用夹紧力实现箱体10和箱盖20的密封连接。

箱体10和箱盖20对接处的两个对接表面中，箱盖对接表面开设有收容密封垫30的凹槽22，箱体对接表面设有与凹槽22对齐的凸棱12，凹槽22和凸棱12配合将密封垫30夹紧固定。由于排除了螺栓的影响，密封垫30可以连续分布在箱体10和箱盖20之间的整个周长上，大大提高了密封效果。

箱体10的开口边沿向外弯折形成一个厚度较小便于夹持的夹持边14，箱盖20因为本身厚度不大，边沿与箱体10的夹持边12对齐后直接作为夹持边24使用。夹紧装置40的两个夹紧部42分别压紧箱体10和箱盖20的夹持边14、24，利用夹紧力实现箱体10和箱盖20的密封连接。

为了便于夹紧装置40的安装，箱盖20的夹持边24在与夹紧部42接触表面上开设有卡槽26，卡槽26的至少一个端部贯通至所在夹持边24的长度边缘。夹紧装置40的对应夹紧部42弯折后形成卡脚420，卡脚420卡入卡槽26中。

请参阅图5，上述箱体密封结构的第一实施方式的安装过程为：

1)将密封垫30固定到箱盖20的凹槽22中，可以采用与凹槽22相适配或者比凹槽略宽的密封垫30，确保其不会轻易从箱盖20中掉出；

2)将箱体10同箱盖20定位对齐，箱体10的凸棱12卡入箱盖20的凹槽22中，并且与密封垫30接触；

3)通过工装夹具(图未示)，对箱盖20及箱体10的两个夹持边14、24施加相对的夹紧力，施力方向如图5中的箭头C所示，使密封垫30被压缩变形，直至在厚度上为夹紧装置40留出0.2～0.5mm的装配间隙；

4)将夹紧装置40与箱盖20及箱体10的两个夹持边14、24的长度边缘对齐，卡脚420伸入卡槽26中，之后推动夹紧装置40使其在卡槽26的导向下滑动至装配位置；

5)松开工装夹具；此时，箱盖20和箱体10在密封垫30反弹作用力下向彼此分离的方向移动，直至被夹紧装置40的夹紧部42压紧限制住位移，实现了紧密装配；在装配状态下，夹紧装置40的卡脚420不仅压紧箱盖20，而且还限制住夹紧装置40在图5中箭头D方向的移动，有效避免夹紧装置40受力后脱落。

易于理解的是，在不同的实施方式中，还可以对第一实施方式进行以下一种或几种修改：1)在箱体10和箱盖20对接处，凹槽和凸棱的设置位置可以互换，这并不影响本发明的密封效果；2)密封垫30的横截面除了可以采用第一实施方式的长方形外，还可以为圆形、椭圆形、正方形或者其他不规则的形状，只要将凹槽的横截面设置成可以与密封垫30匹配的形状，能够确保密封效果即可；3)不仅可以在箱盖20的夹持边24上开设卡槽26，还可以在箱体10的夹持边14上开设卡槽，或者在箱体10和箱盖20的夹持边14、24上同时开设卡槽，只需确保在夹紧装置40的对应夹紧部42上弯折出相匹配的卡脚420即可。

例如，图6所示为本发明箱体密封结构的第二实施方式，与第一实施方式相比，其变化就包括了：1)在箱体10a和箱盖20a对接处，将凹槽开设在箱体10a的对接表面，将凸棱设置在箱盖20a的对接表面；2)采用圆形横截面的密封垫30a，并且将凹槽和凸棱的底部都设置为半圆形。

再例如，图7所示为本发明箱体密封结构的第三实施方式，与第一实施方式相比，其变化为：在箱体10b和箱盖20b的夹持边上同时开设卡槽，且在夹紧装置40b的两个夹紧部42b上都弯折出卡脚420b。

在上述几个实施方式中：密封垫可以选择硬度为60-70度的硅胶，密封垫厚度为3-5mm或是直径为4-6mm，装配后的压缩变形量不小于0.8mm；夹紧装置可以根据电池包的不同要求及空间不同进行材料、尺寸、外形的适当调整，对于防护等级为IP67的电池包，夹紧装置可以采用厚度为0.8-1.0mm的不锈钢制作，也可以选择厚度为1.2-1.5mm的铝片制作，若电池包的防护等级要求较低，夹紧装置也可以考虑采用塑胶材料制作。

请参阅图8至图10，本发明箱体密封结构的第四实施方式包括箱体50、箱盖60、密封垫70和夹紧装置80。箱盖60以适配的方式盖设在箱体50的开口处，密封垫70位于箱体50和箱盖60之间，且连续分布在整个周长上。夹紧装置80通过夹紧的方式连接箱体50和箱盖60。

箱体50和箱盖60分别在对接处设置一个厚度较小的夹持边52、62，以便于夹紧装置80夹持。夹紧装置80包括两个相对的夹紧部82和连接两个夹紧部82的连接部84。夹紧装置80处于自由状态时，两个夹紧部82彼此接触或靠近；处于使用状态时，两个夹紧部82被打开而间距增大，回弹力使其分别压紧箱体50和箱盖60的夹持边52、62，从而实现箱体50和箱盖60的密封连接。

为了便于安装，夹紧装置80的两个夹紧部82均设有用于连接开夹工具的连接结构86。连接结构86是自夹紧部82的边缘向外弯折形成的卡钩，卡钩的中部还开设有一个缺口862。开夹工具包括可卡入连接结构86的连接端和与连接端连接的施力端。当需要安装或者拆卸夹紧装置80时，将开夹工具的连接端经缺口862卡入连接结构86的卡钩中，操作人员对施力端施力，即可借助开夹工具使两个夹紧部82彼此远离。当两个夹紧部82的距离大于箱体50和箱盖60的夹持边52、62厚度之和时，即可以将夹紧装置50夹在箱体50和箱盖60的夹持边52、62上或是从夹持边52、62上拆下。

易于理解的是，每个电池包所需使用的夹紧装置80的数量可以根据其箱体开口的大小和形状决定，分布则应按照对角、均布的原则设计。

另外，上述任一实施方式都可以避开密封垫，在箱体和箱盖的夹持边上设置对应的卡扣卡块配合结构或是凸柱凹槽配合结构，以便在夹紧装置安装前对箱体和箱盖进行预定位，进一步方便夹紧装置的安装。

通过以上描述可知，本发明箱体密封结构通过夹紧装置的夹紧力实现箱体和箱盖的密封连接，其至少具有以下优点：

1)取消了大量螺栓和卡扣的使用，因此无需在箱体和箱盖上开孔、压铆或焊接螺母，使得电池包的结构简单、加工方便，而且材料成本降低；

2)密封垫无需避让螺栓，因此可以连续分布在箱体和箱盖之间的整个周长上，使得密封垫的成本降低、便于装配，而且密封效果提高；

3)不需要大量螺栓，因此电池包的组装效率很高，也便于后期返工维护；

4)夹紧装置自身的结构性能，使其可以提供足够的压力，也不会因为密封垫的永久变形而导致箱盖、密封垫和箱体的脱离，增加了箱盖和箱体之间连接的可靠性；

5)夹紧装置加工方便，又可以根据不同密封对接尺寸任意调整，成本低且适用性强；

6)省去了螺栓所需锁紧固定空间，所以占用空间小，提高了电池包在汽车空间设计上的配合性；

7)夹紧装置的结构强度高，尤其是条状的铝或钢结构的夹紧装置，可以将箱体和箱盖对接位置的夹持边整体包住，在提高密封效果的同时，可以对整个密封结构起到很好地保护作用。

可见，本发明箱体密封结构使IP67防护结构简单、空间体积小、强度好、成本低、拆装方便，在提高电池包的生产效率和维护方便性的同时，可以很好地为低压电池包内的电芯、电子元器件提供有效的IP67防护环境，确保低压电池包的有效使用。

根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (8)

1.一种箱体密封结构，包括箱体、箱盖和密封垫，箱盖盖设在箱体的开口，密封垫位于箱体和箱盖之间；其特征在于：还包括用于连接所述箱体和箱盖的夹紧装置，夹紧装置包括两个相对的夹紧部和连接两个夹紧部的连接部；箱体和箱盖分别设置夹持边，夹紧装置的两个夹紧部分别压紧箱体和箱盖的夹持边，利用夹紧力实现箱体和箱盖的密封连接，所述箱体和箱盖的夹持边中，至少有一个夹持边在与夹紧装置接触的表面上开设有卡槽；夹紧装置的对应夹紧部弯折后形成卡脚，卡脚卡入卡槽中；所述卡槽的至少一个端部贯通至所在夹持边的长度边缘，所述夹持边的长度方向与所述箱体和所述箱盖的叠置方向相垂直且沿所述箱体或所述箱盖的周向方向设置，安装时，夹紧装置在卡槽的导向下滑动至装配位置。

2.根据权利要求1所述的箱体密封结构，其特征在于：所述密封垫连续分布在箱体和箱盖之间的整个周长上。

3.根据权利要求2所述的箱体密封结构，其特征在于：所述箱体和箱盖对接处的两个对接表面，一个对接表面开设有收容密封垫的凹槽，另一个对接表面设有与凹槽对齐的凸棱，凹槽和凸棱配合将密封垫夹紧固定。

4.根据权利要求2所述的箱体密封结构，其特征在于：所述密封垫的横截面为长方形、正方形、圆形或椭圆形。

5.根据权利要求1所述的箱体密封结构，其特征在于：所述夹紧装置的两个夹紧部均设有用于连接开夹工具的连接结构；两个夹紧部通过自身弹力彼此靠近实现箱体和箱盖的密封连接，并借助开夹工具彼此远离而实现拆装。

6.根据权利要求5所述的箱体密封结构，其特征在于：所述连接结构是自夹紧部的边缘向外弯折形成的卡钩，卡钩的中部还开设有一个缺口，开夹工具所设置的连接端经缺口卡入卡钩中。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的箱体密封结构，其特征在于：所述密封垫的厚度为3-5mm，装配后的压缩变形量不小于0.8mm。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的箱体密封结构，其特征在于：所述夹紧装置采用厚度为0.8-1.0mm的不锈钢制作，或是采用厚度为1.2-1.5mm的铝片制作。