CN109473585A - 电池盒结构 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电池盒结构，所述壳体模块下部设有电芯模块，所述电芯模块包括电芯壳体，所述电芯壳体外侧设有凸台。所述电芯壳体形状为棱柱，所述棱柱的侧棱相对侧面凸出形成所述凸台。本发明通过设置凸台，增加电池盒整体刚度；凸台的变形可吸收电池盒受冲撞时的能量；凸台自身的刚度可使其成为电池安装时与导轨接触的支撑台。
Description
技术领域
本申请一般涉及一种电池盒，具体涉及一种电池盒结构。
背景技术
使用无人机运送货物是未来物流快递行业一个必然趋势，保证电池的可靠性是使用无人机进行物流运输的前提。物流无人机高载重比、长距离飞行等特性，使得无人机往往单程飞行后就需要更换满电量电池；无人机电池重量影响整机性能；物流无人机需要适用于风沙、雨雪、高温、低温等场景中，对飞机电池的防护性能、可靠性能都有非常高的要求；无人机机身振动对其上装的电池连接产生影响，电池需要有相应防松、防脱机制。
目前无人机电池的安装及卸下动作多，不利于电池更换；物流无人机更加注重整机重量，目前无人机电池在机身上的固定机构复杂，重量大，影响无人机整体的载重性能及续航能力；目前无人机电池多采用方盒结构，没有抵抗冲击的结构，若无人机在高空发生故障坠毁，现有方盒结构无法有效保护内部电芯，从而导致电池起火、爆炸等状况发生；无人机电池把手无法旋转、折叠等，占用存储空间，不利于电池堆放。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种可吸收电池盒受冲撞时的能量，并增加电池刚度的电池盒结构。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种电池盒结构，包括壳体模块，所述壳体模块下部设有电芯模块，所述电芯模块包括电芯壳体，所述电芯壳体外侧设有凸台。
所述电芯壳体形状为棱柱，所述棱柱的侧棱相对侧面凸出形成所述凸台。
所述电芯壳体包括相对设置的侧板，所述侧板的两侧设有边板，所述侧板和边板围设成一矩形，所述矩形的底部设有底壳，所述侧板的两端，沿着侧板的长度方向设有凸台。
进一步地，还包括把手模块，所述把手模块包括把手和把手扣；
所述壳体模块包括上盖，所述把手固定于壳体模块的上盖上，所述把手可绕转轴旋转，所述把手可转至与上盖平齐；
所述把手的两端设有把手扣，所述把手扣能够扣合在对应的固定销上，所述固定销固定在固定销座上，所述固定销座用于固定在安装体上。
所述把手与所述侧板平行，所述固定销位于所述边板的上方。
所述把手扣包括一端开口的弧形滑槽，所述把手扣可沿固定销在锁紧的第一位置及解锁的第二位置之间转动；在第一位置时，所述固定销限位于所述弧形滑槽另一端，在第二位置时，所述固定销脱离所述弧形滑槽的开口；所述弧形滑槽与固定销之间存在间隙。
所述侧板的中部外凸，并在所述侧板上设有冲压筋位；和/或，所述底壳为凸台结构。
所述边板上设有散热部，所述凸台面高于所述散热部上表面。
所述壳体模块包括：上盖、电池管理系统BMS板、第一防水圈和内支架；
所述上盖下依次设有BMS板和内支架；所述上盖与所述内支架的结合面之间设有第一防水圈；
和/或，所述内支架包括导向结构。
本发明通过设置凸台，增加电池盒整体刚度；凸台的变形可吸收电池盒受冲撞时的能量；凸台自身的刚度可使其成为电池安装时与导轨接触的支撑台。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例提供的电池盒结构的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的电池盒结构的爆炸图；
图3为本发明实施例提供的电池盒结构的底部结构示意图；
图4为本发明实施例提供的电池盒结构的侧部结构示意图；
图5为本发明实施例提供的把手扣合的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的把手扣合防脱的第一结构说明图；
图7为本发明实施例提供的把手扣合防脱的第二结构说明图；
图8为本发明实施例提供的把手扣合防脱的第三结构说明图；
图9为本发明实施例提供的防水功能实现方式说明图；
图10为本发明实施例提供的导向结构和连接器位置关系的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的壳体模块的分解结果示意图。
图中：
100把手模块，110把手，120把手，130塞打螺钉；
200壳体模块，210上盖，220BMS板，221连接器，223平衡头，290第一防水圈，240导光柱，250防水塞，260密封圈，270开关按键，280内支架，282止口，281内腔，283导向结构，290第二防水圈；
310电芯组，311正极耳，312负极耳，320侧壁泡棉，330底部泡棉；
400电芯模块，410侧板，411凸台，420边板，421百叶窗，430底壳，440脚垫；
500固定销座，510固定销。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
参见图1、图2、图3和图4，一种电池盒结构，包括壳体模块200，壳体模块200下部设有电芯模块400，电芯模块400包括电芯壳体，所述电芯壳体外侧设有凸台411。
本发明的凸台可以用于作为安装时与导轨接触的支撑台。
作为一种优选结构，所述电芯壳体形状为棱柱，所述棱柱的侧棱相对侧面凸出形成所述凸台。
优选地，所述电芯壳体包括相对设置的侧板410，侧板410的两侧设有边板420，侧板410和边板420围设成一矩形，所述矩形的底部设有底壳430，侧板410的两端，沿着侧板410的长度方向设有凸台411。
通过设置凸台，增加电池盒整体刚度；凸台的变形可吸收电池盒受冲撞时的能量；凸台自身的刚度可使其成为电池安装时与导轨接触的支撑台。
本实施例在上述实施例的基础上，把手模块100设置在壳体模块200的上方。
参见图1、图2、图5和图6，进一步地，还包括把手模块100，把手模块100包括把手110、把手扣120和塞打螺钉130；
壳体模块200包括上盖，把手110通过塞打螺钉130固定于壳体模块200的上盖上，把手110可绕转轴旋转，把手110可转至与上盖平齐；
把手110的两端设有把手扣120，把手扣120能够扣合在对应的固定销510上，固定销510固定在固定销座500上，固定销座500用于固定在安装体上。
设置把手模块，方便电池的频繁更换。本发明的把手通过塞打螺钉固定于上盖，可绕转轴旋转，在不需要提电池时，把手可转至与电池盖平齐，不占用上盖上方空间，利于电池存储。把手扣与安装体对应的固定销可组成凸轮旋转副，安装体可以是无人机的机身，当把手扣合到位时，此运动副达到运动死点，在非人为干预下，电池将扣死在机身上，不会脱落。
参见图1和图2，把手110与侧板410平行，固定销500位于边板420的上方。
本发明的把手沿着壳体模块的长度方向设置，与侧板平行，为竖把手，此结构主要应用于当无人机机身无法在电池盒左右侧使用固定销时，需使用竖把手；前后方把手扣扣合在机身固定销时，其作用力经过电池连接器，连接效果更佳。
参见图6、图7和图8，优选地，把手扣120包括一端开口的弧形滑槽，固定销500用于进入所述弧形滑槽后锁定在把手扣120上，把手扣120可沿固定销500在锁紧的第一位置及解锁的第二位置之间转动；在第一位置时，固定销500限位于所述弧形滑槽另一端，在第二位置时，固定销500脱离所述弧形滑槽的开口；所述弧形滑槽与固定销500之间存在间隙。
参见图6，固定销510位于把手扣120入口位置，此时固定销与把手扣依旧存在间隙，该间隙设置主要为了防止电池、固定销座因装配误差的存在而导致把手扣无法顺利扣入的情况发生，固定销进入滑槽后锁定在把手扣上，滑槽为弧形，在锁定到位后可以防脱。
参见图7，固定销510位于把手扣120接近末端的位置，可以看到位于此位置的固定销510与把手扣120之间存在约0.4mm的干涉量。因为人手的作用力施加在电池的把手横杆上，所对应力臂为横杆轴心到电池把手转轴轴心，由此所形成的力矩远大于把手扣与固定销干涉所产生的阻力力矩，故把手扣实际扣入过程并不会因为干涉的存在而产生难装问题。无人机在运输过程中存在转弯、升降及震动情况，此干涉量能有效防止因这些情况存在所导致把手松动、电池脱离等问题。
参见图8，固定销510位于把手扣120末端，此时固定销510与把手扣120内圆刚好贴合，不存在间隙也不存在干涉，实现电池扣合防脱的要求。
参见图3和图4，侧板410的中部外凸，并在侧板410上设有冲压筋位；和/或，底壳430为凸台结构。
侧板的中部外凸及设置冲压筋位，增加了侧板自身的刚度。
底壳的凸台结构在钣金件中使用拉伸工艺实现。
凸台结构为中间下凸的结构，具有的优势如下：
1、形成包容腔，便于电池脚垫440安装；
2、增加电芯模块底部与地面的距离，避免因地面积水使电芯模块底部直接浸泡在水中；
4、拉伸的4个侧壁增加了底壳刚度，防止因人员暴力取放对底壳造成损害，同时电池在底部朝下跌落时也能够通过侧壁的变形吸收冲撞的能量，保护电芯。
优选地，边板420上设有散热部，凸台411的面高于散热部；优选散热部为百叶窗421，可以是6个百叶窗421，凸台411的面高于百叶窗421。
壳体百叶窗处强度弱，凸台面高于百叶窗，在正常取放时也能保护百叶窗不受碰变形。电芯组由12个单电芯结合而成，单电芯最大面散热需求高，所以百叶窗开在边板上，页有利于电芯模块的散热。
参见图2、图3、图4、图9和图11，所述壳体模块包括：上盖210、电池管理系统BMS板220、第一防水圈290、导光柱240、防水塞250、密封圈260、开关按键270、内支架280和第二防水圈230；
上盖210下依次设有BMS板220和内支架280；上盖210与内支架280的结合面之间设有第一防水圈290；上盖上设有导光柱240和开关按键270；导光柱240外围设有第二防水圈230；开关按键270外围设有密封圈260；BMS板220上设有平衡头223，平衡头223的一侧设有防水塞250。
本发明的电池需要实现的防水要求为：IPX5试验条件下，电池依旧能够正常工作。进水影响两处位置：①BMS板220正背面；②电芯模块顶部正极耳311与负极耳312。只要保证壳体进水后不接触到如上两部分，则对电池使用性能、可靠性、安全性均不会产生影响。所以电池整体的防水设计，主要体现在两部分：
壳体模块与电芯模块400接合面处的进水不会飞溅至电芯正负极耳处；壳体模块200整体防水。
本发明防水主要为导光柱240孔防水、开关按键270孔防水、上盖210与内支架280接合面防水以及平衡头223孔防水。
导光柱孔防水：使用防水圈230实现；
按键孔防水：使用O型密封圈260实现；
平衡头223孔防水：使用防水塞250实现；
上盖与内支架防水：使用第一防水圈290，如图7所示，内支架的止口282容于上盖内，进一步防止水渗入壳体模块内。
参见图9，所述电芯模块还包括电芯组310，电芯组310的顶部设有正极耳311与负极耳312；
正极耳311和负极耳312位于内支架280的内腔281中。
图9中带箭头粗线条代表外部水进入此处结构的路径及流动方向，由于正负极耳位于内支架280的内腔281中，且水在流动到内腔281外壁与边板420时速度已大幅下降，故水滴无法飞溅至极耳位置，形成有效防水屏障。
参见图2，电芯模块400的4个侧面各贴2条侧壁泡棉320，底部贴有1个底部泡棉330。
侧壁泡棉和底部泡棉的作用：①对电芯实现减震缓冲效果；②电芯尺寸公差较大，无法与壳体直接贴合固定，需使用可压缩泡棉进行固定。
参见图10，内支架280包括导向结构283，内支架280的一侧设有连接器221。
导向结构283为三侧均有面，一侧开口的一凹槽，当电池盒插入或拔出时，该导向结构的三个面能够在连接器221和电池插座连接器(未图示)对接或分离前其导向作用，承受连接器所受外力，防止连接器插偏或者插拔过程中受力。避免连接器过早损坏。
参见图2与图10，连接器221为一个插件器件，焊接在BMS板上。电池把手扣合时，其扣合锁紧力直接作用于连接器221，这样设计的好处有两点：
①确保BMS板的连接器221与电池插座(未图示)更加有效结合，同时防止连接器因无人机震动导致接触不良；
②从无人机上卸载电池时，作用力直接作用于连接器221上，防止连接器在电池卸载过程中因受力而导致的金属触片磨损或连接器引脚断裂等问题，从而提升电池整体的使用寿命。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (10)
1.一种电池盒结构，包括壳体模块，其特征在于，所述壳体模块下部设有电芯模块，所述电芯模块包括电芯壳体，所述电芯壳体外侧设有凸台。
2.根据权利要求1所述的电池盒结构，其特征在于，所述电芯壳体形状为棱柱，所述棱柱的侧棱相对侧面凸出形成所述凸台。
3.根据权利要求1所述的电池盒结构，其特征在于，所述电芯壳体包括相对设置的侧板，所述侧板的两侧设有边板，所述侧板和边板围设成一矩形，所述矩形的底部设有底壳，所述侧板的两端，沿着侧板的长度方向设有凸台。
4.根据权利要求3所述的电池盒结构，其特征在于，还包括把手模块，所述把手模块包括把手和把手扣；
所述壳体模块包括上盖，所述把手固定于壳体模块的上盖上，所述把手可绕转轴旋转，所述把手可转至与上盖平齐；
所述把手的两端设有把手扣，所述把手扣能够扣合在对应的固定销上，所述固定销固定在固定销座上，所述固定销座用于固定在安装体上。
5.根据权利要求4所述的电池盒结构，其特征在于，所述把手与所述侧板平行，所述固定销位于所述边板的上方。
6.根据权利要求4所述的电池盒结构，其特征在于，
所述把手扣包括一端开口的弧形滑槽，所述把手扣可沿固定销在锁紧的第一位置及解锁的第二位置之间转动；在第一位置时，所述固定销限位于所述弧形滑槽另一端，在第二位置时，所述固定销脱离所述弧形滑槽的开口；所述弧形滑槽与固定销之间存在间隙。
7.根据权利要求3所述的电池盒结构，其特征在于，所述侧板的中部外凸，并在所述侧板上设有冲压筋位；和/或，所述底壳为凸台结构。
8.根据权利要求3所述的电池盒结构，其特征在于，所述边板上设有散热部，所述凸台面高于所述散热部上表面。
9.根据权利要求1-8任一项所述的电池盒结构，其特征在于，所述壳体模块包括：上盖、电池管理系统BMS板、第一防水圈和内支架；
所述上盖下依次设有BMS板和内支架；所述上盖与所述内支架的结合面之间设有第一防水圈；
和/或，所述内支架包括导向结构。
10.根据权利要求9所述的电池盒结构，其特征在于，所述电芯模块还包括电芯组，所述电芯组的顶部设有正极耳与负极耳；
所述正极耳和负极耳位于所述内支架的内腔中。
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