CN113137442B - 一种电池缓冲结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池缓冲结构，包括单独使用或者多个组合使用的弹性体，所述弹性体为环形结构，在所述弹性体的径向方向，所述弹性体具有若干个沿周向分布的第一凸部和若干个沿周向分布的第二凸部；在所述弹性体的轴向方向，所述第一凸部还具有朝向弹性体的一个轴向方向凸出的第三凸部。

Description

一种电池缓冲结构

技术领域

本发明涉及电池缓冲装置技术领域，具体涉及一种电池缓冲结构。

背景技术

新能源汽车的动力来源于电池组，目前新能源汽车面临一个较大的问题是车辆的续航问题，理论上讲，电池容量越大，车辆的续航越大，但是在车辆制造的过程中不能单一的去考虑电池容量的问题，还有考虑成本、负重以及空间等等因素，目前的解决方案是在有限空间内提高电池的容量，因此电池在车辆内的空间利用率要尽量的高。

我司从在2020年8月11号申请一件专利号为202010801527X的一种新能源汽车电池用片型缓冲装置，该装置实质上是将传统的弹簧结构改变成片型结构，进而能够在一定程度上降低缓冲结构的厚度，同时能够形成多种缓冲。

上述结构的片型装置在两个面进行相对或者相背位移时的缓冲效果较为明显，但是其应对其他方向的位移时缓冲效果较差，特别是电池产生较大错位时，同时上述在轴式结构上的缓冲很难进行使用，特别是轴式结构中的轴需要进行轴向、径向，绕轴转动方向以及轴线偏移方向上的多个方向缓冲时，片式结构无法满足。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种电池缓冲结构，其采用类似于传统圆柱弹簧的环形结构，当轴体插入时，能够获得轴向上、径向上、绕轴转动方向以及轴线转动方向上多个方向上的缓冲，缓冲效果更优和缓冲方向更多。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种电池缓冲结构，包括单独使用或者多个组合使用的弹性体，所述弹性体为环形结构；

其中，在所述弹性体的径向方向，所述弹性体具有若干个沿周向分布的第一凸部和若干个沿周向分布的第二凸部，且所述第一凸部与所述第二凸部一一对应，所述第一凸部为外凸结构，所述第二凸部为内凸结构，并在相对应的一对第一凸部和第二凸部之间形成第一缓冲空间；

在所述弹性体的轴向方向，所述第一凸部还具有朝向弹性体的一个轴向方向凸出的第三凸部；当单个所述弹性体使用时，所述第三凸部形成与第二凸部在轴向上的错位，并形成第二缓冲空间；当多个所述弹性体组合使用时，相邻的两个所述弹性体之间形成错位叠放，并在相邻的两个所述弹性体之间的所述第三凸部之间形成第三缓冲空间。

优选地，在同一个所述弹性体上，相邻的一对所述第一凸部与所述第二凸部之间形成相交位；当单个所述弹性体使用时，相邻的两个相交位作为接触点，并与其之间的第三凸部围合成第二缓冲空间；当多个所述弹性体组合使用时，在相邻的两个弹性体之间，所述相交位抵紧在与其相邻的所述弹性体上的第三凸部上，所述第三缓冲空间由相邻的两个弹性体上的相交位与第三凸部围合而成。

优选地，在同一个所述弹性体上，相邻的两个所述第二凸部之间形成一个定位槽，所述第二凸部上设置有能够与所述定位槽相配合的定位部；

当多个所述弹性体组合使用时，在相邻的两个所述弹性体之间，其中一个所述弹性体上的定位部插入另一个所述弹性体上的定位槽内，且在所述弹性体未产生轴向压缩时，在轴向上的相邻的两个所述定位部之间具有间隙。

优选地，所述第二凸部靠近所述弹性体中心的一侧具有一个接触面，所述定位部靠近所述弹性体中心的表面到弹性体中心的垂直距离大于等于接触面到弹性体中心的垂直距离。

优选地，所述定位部靠近所述定位槽的两个侧面均与其接触的所述弹性体的第二凸部相切。

优选地，所述第一凸部、所述第二凸部和所述第三凸部的凸出面为椭圆面或者弧形面。

优选地，还包括插接在所述弹性体内的轴体和嵌套在所述弹性体上的套筒，所述弹性体能够在所述套筒内产生形变，所述轴体能够相对于所述套筒进行位移。

优选地，所述轴体上开设有若干个沿周向均匀分布的限位槽，所述第一凸部与所述第二凸部均与所述限位槽相切；所述弹性体通过所述轴体相对于所述套筒的位移使得弹性体产生形变。

本发明的有益效果在于：

本发明利用弹性体上的多个凸部，使得弹性体具有了多个方向上的缓冲，能够获得轴向上、径向上、绕轴转动方向以及轴线转动方向上多个方向上的缓冲；

其中，在径向方向上，第一凸部与第二凸部之间形成的第一缓冲空间，能够应对来自径向上的受力，形成径向上的缓冲；

在轴向方向上，第一凸部还具有在轴向上的凸出结构，形成第三凸部，利用第三凸部能够形成第二和第三缓冲空间，能够应对来自轴向上的受力，形成轴向上的缓冲；

在轴线上，由于第一凸部与第二凸部的存在形成的第一缓冲空间，当轴线产生转动时(指轴线的相远端产生上下的摆动，非轴线自转)，其也能够利用第一缓冲空间形成缓冲，应对轴线转动产生的力，形成轴线转动方向上的缓冲；

在周向上，由于第一凸部与第二凸部的存在形成的第一缓冲空间，当在插入的轴体发生自转时，其能够第一缓冲空间应对轴线自转方向上产生的力，形成绕轴转动方向上的缓冲；

同时，这些缓冲空间不是单独存在，而是呈多个，在轴向和径向上都具有分布的，因此其能够形成较为全面的覆盖，形成较好的缓冲，能够在形变时相互作用，获得较优的缓冲效果；

此外该弹性体能够单独使用或者组合使用，能够形成不同的缓冲效果，可根据数量、凸部的厚度等对缓冲效果进行调节，灵活大；同时该弹性体的缓冲利用的是凸部件的弹性形变，相较于传统的圆柱弹簧，其在轴向上安装空间要小于圆柱弹簧，能够适应较小的安装空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电池缓冲结构的前视立体图；

图2为图1的后视立体图；

图3为图1的主视图；

图4为图2的主视图(定位部阴影示意)；

图5为图1的侧视图；

图6为两个弹性体叠合在一起的立体图；

图7为四个弹性体叠合在一起的立体图；

图8为图7的侧视图；

图9为图7的爆炸图；

图10为轴体嵌套在四个叠合在一起的立体图；

图11为图10的主视图；

图12为弹性体的简化示意图；

图13为图12中A部的放大图；

图14为简化的安装示意图。

附图标记说明：

001-弹性体、1-第一凸部、2-第二凸部、3-第三凸部、4-第一缓冲空间、5-第二缓冲空间、6-第三缓冲空间、7-定位部、8-定位槽；

002-轴体；

003-限位槽；

004-套筒；

005-凸缘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1和图2所示，本发明提供了一种电池缓冲结构，包括弹性体001，其呈环形结构，能够进行单独使用或者组合使用，其材质选用具有弹性的金属材质，例如锰钢等材质；

为了实现该弹性体001具有多个方向上的缓冲效果，结合图1、图2、图3、图4、图5以及图8，具体的：

如图3所示，在弹性体001的径向方向，弹性体001具有若干个沿周向均匀分布的第一凸部1和若干个沿周向均匀分布的第二凸部2，且第一凸部与第二凸部2一一对应，第一凸部1为外凸结构，第二凸部2为内凸结构，并在相对应的一对第一凸部1和第二凸部2之间形成第一缓冲空间4，需要注意的是，在本申请中，所说的外凸和内凸是以弹性体001的内圈进行相对性的描述，内凸代表朝向弹性体001的内圈凸出，外凸则代表朝向弹性体001的外圈凸出；

如图4所示，在弹性体001的轴向方向，第一凸部1还具有朝向弹性体001的轴向一个方向凸出的第三凸部3；当单个弹性体001使用时(图5所示)，第三凸部3形成与第二凸部2在轴向上错位，形成第二缓冲空间5(图5中阴影部分)；当多个弹性体001组合使用时(图8所示)，相邻的两个弹性体001之间形成错位叠放，并在相邻的两个弹性体001之间的第三凸部3之间形成第三缓冲空间6(图8中阴影部分)；需要注意的是，实际上第二凸部2即为第一凸部1，二者的区别在于，在不同方向进行观看具有不同的特点，为了更清楚的表达其具体结构，在沿轴向上看时，其朝向径向上的凸出部分将其命名为第一凸部1，在沿径向上看时，其朝向轴向上的凸出部分将其命名为第三凸部3。

即上述可以看出，在弹性体001上具有三个凸部，并根据其具体使用数量的不同，能够形成第一缓冲空间4、第二缓冲空间5以及第三缓冲空间6，这些缓冲空间并不是单独存在，而是呈多个，在轴向和径向上都具有分布的，因此其能够形成较为全面的覆盖，形成较好的缓冲，能够在形变时相互作用；由于凸部的存在，在同一个弹性体001上，相邻的一对第一凸部1与第二凸部2之间形成相交位(即图8中a点所示)；当单个弹性体001使用时，相邻的两个相交位作为接触点，并与其之间的第三凸部3围合成第二缓冲空间5(图5中阴影部分)；当多个弹性体001组合使用时，最外侧的两个弹性体001与接触物之间形成第二缓冲空间5，其余的弹性体001的相交位抵紧在与其相邻的弹性体001上的第三凸部3上，第三缓冲空间6由相邻的两个弹性体001上的相交位与第三凸部3围合而成(图8中阴影部分)；即该相交位在实际使用过程中作为接触点(即图8中a点所示)形成支撑位，与相应的位置形成抵紧关系，如图4所示，此时的相交位则抵紧在与该弹性体001相接触的物体上，例如下述的套筒004或者轴体002上，如图8所示，非最外侧的弹性体001上的相交位则抵紧对应的第三凸部3上；另外由于弹性体011使用数量的不同，单独使用时，第二缓冲空间5实际上一个开放的空间，其受到接触物体的影响，为了方便表达，本实施例默认接触的物体为一个平面，则对应的第二缓冲空间5即为图4中的封闭的阴影区，而对于第三缓冲空间6则如图8所示。

为了更清楚表示多组弹性体001使用的状态，在图6、图7、图8以及图9中给出了多组弹性体001的示意图(图6中数量为两个，图7至图9中数量为四个)，为了保证多个弹性体001之间的有效连接，同时保证在绕轴转动时的缓冲效果，相邻的弹性体001之间需能够形成一定定位关系，即：

如图1和图2所示，在同一个弹性体001上，相邻的两个第二凸部2之间形成一个开放的定位槽8，第二凸部2上设置有能够与定位槽8相配合的定位部7，定位部7位于第二凸部2的中部，此时在实际安装时相邻的两个弹性体001的错位角度为：360°/第一凸部的数量的两倍，即图中为360°/20＝18°；当多个弹性体001组合使用时，在相邻的两个弹性体001之间，其中一个弹性体001上的定位部7插入另一个弹性体001上的定位槽8内，且在弹性体001未产生轴向压缩时，在轴向上的相邻的两个定位部7之间具有间隙，即该间隙的存在以预留缓冲空间，以使得第三凸部3能够形成形变空间，在图7中可看出，相邻的两个定位部7之间具有间隙，该间隙实际是在定位部7与其相邻的第二凸部2之间形成的；需要注意的是此处所说的开放的定位槽8，其与上述的第二缓冲空间5类似，其并不是一个封闭的定位槽8，实际形状类似于Y型结构。

由于弹性体001的定位是依靠定位部7和定位槽8实现，并且该定位是为了实现周向转动时的限制，使得相邻的弹性体001之间在周向转动是具有一定的阻隔进而使得第一缓冲空间1变形缓冲，因此实际上定位部7与定位槽8的作用是依靠：定位部7靠近第二凸部2的两个面与相邻的两个第二凸部2相交处相互作用实现的，具体可以是相切关系(即如图7所示，定位部7靠近第二凸部2的两个面与第二凸部2贴合)，因此定位槽8可以是开放的结构，同理定位部7除了靠近第二凸部2的两个面之外的其他面也可以是开放的结构，但是考虑到轴体002的插入以及轴体002发生转动时具有较为均匀的受力，并使得轴体002上尽量避免开设不同结构的限位槽003，如图3和图4所示：

可以看出，第二凸部2靠近弹性体001中心的一侧具有一个接触面(该接触面与轴体002相接触)，定位部7靠近弹性体001中心的表面不凸出于该接触面之外，即在图3中以距离进行衡量时，定位部7靠近弹性体001中心的表面到弹性体001中心的垂直距离大于等于接触面到弹性体001中心的垂直距离，该种设置避免了定位部7靠近弹性体001中心的表面产生的干涉，使得轴体002插入时，轴体002能够与第二凸部2进行有效接触，当轴体001转动时，其上的限位槽003会挤压第二凸部2而对第一缓冲空间4进行作用，从而形变，抵御转动时的力，即如图10和11所示，轴体002上能够开设周向均匀分布的限位槽003，且该限位槽003为同一尺寸，降低了加工成本，阴影区域为轴体002的横截面。

对于第一凸部1、第二凸部2、第三凸部3来说，其为凸出的结构，具体其凸出面可以是弧形面或者椭圆面，当然也可以是类似弧形的面，例如双曲线、抛物线等形式的面，在本实施例中给出的则是椭圆面，即如图3和图4中所示，可以看出，第一凸部1和第二凸部2最外侧的两个面为同一个椭圆面，在图5中，第三凸部3左右两侧的面也为椭圆面的一部分；为了更清楚的表示凸部的结构形成方式，如图12和图13，当不考虑厚度时，此时的第一凸部1和第二凸部2在轴向上的投影则为椭圆形，这些椭圆形呈周向均匀分布，且椭圆的长轴的两端均在于同一个圆上(图中虚线圆)，即图13中b点，由于不考虑厚度并受到阵列数量的影响，实际上相邻的两个椭圆是存在相交的情况，即如图12中所示，例如椭圆数量为10个时，其长半轴为18，虚线圆半径约为58.3时，相邻的椭圆产生了相交；当考虑厚度时，即将该椭圆进行等距后，该相交处即可被覆盖，并不影响结构的形成，但是不能使得该相交过大而产生影响。

综上可以看出，实际上的弹性体001与传统的圆柱弹簧相类似，其需要配合轴体002进行使用，因此才能够获得轴向上、径向上、绕轴转动方向以及轴线转动方向上多个方向上的缓冲；

因此在实际使用过程中，该弹性体001与传统圆柱弹簧的使用方式相类似，需要设置一个供该弹性体001安装的孔，例如设置一个套筒004，然后轴体002穿过该弹性体001，轴体002上固定一个凸缘005用于抵紧在弹性体001上，而弹性体001的另一侧则可抵紧在孔底或者套筒004内壁上，同时在最外侧的一个弹性体001上的定位部7是凸出的(如图7所示)，其正好能够与孔或者套筒004相配合，形成插接关系，形成周向转动限位；此外由于该弹性体001能够实现绕轴转动方向和轴线转动方向上的缓冲，因此轴体002的端部或者套筒004的端部需要具有转动连接，例如可通过现有技术中的球头连接的结构实现。

为了清楚表达弹性体001的安装方式，如图14所示，给出一种类似于现有圆柱弹簧的安装方式，轴体002插入套筒004内并与套筒004内壁具有间隙而预留缓冲位移，凸缘005能够推动弹性体001形变，分别形成轴向上J1、径向上J2、绕轴转动方向J3以及轴线转动方向J4上的缓冲，轴体002和套筒004则相应安装在需要被缓冲的两个物体上。

需要说明的是，本申请虽然应用于电池领域，但是对于该缓冲结构来说，即对于弹性体001来说，其并不限于此，其可以作为类似圆柱弹簧的使用范围，替代圆柱弹簧进行使用，同时虽然本申请的有益效果具有轴向上、径向上、绕轴转动方向以及轴线转动方向上多个方向上的缓冲，但是在电池使用的过程中也并不是严格要求必须同时使用其具备的这些缓冲，可以是具有其中一部分，例如在实际使用时利用轴向上缓冲和径向上的缓冲，或者与背景技术中提到本司的片型缓冲装置相类似而单独使用了轴向上的缓冲。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种电池缓冲结构，其特征在于，包括单独使用或者多个组合使用的弹性体，所述弹性体为环形结构；

其中，在所述弹性体的径向方向，所述弹性体具有若干个沿周向分布的第一凸部和若干个沿周向分布的第二凸部，且所述第一凸部与所述第二凸部一一对应，所述第一凸部为外凸结构，所述第二凸部为内凸结构，并在相对应的一对第一凸部和第二凸部之间形成第一缓冲空间；

在所述弹性体的轴向方向，所述第一凸部还具有朝向弹性体的一个轴向方向凸出的第三凸部；当单个所述弹性体使用时，所述第三凸部形成与第二凸部在轴向上的错位，并形成第二缓冲空间；当多个所述弹性体组合使用时，相邻的两个所述弹性体之间形成错位叠放，并在相邻的两个所述弹性体之间的所述第三凸部之间形成第三缓冲空间。

2.如权利要求1所述的一种电池缓冲结构，其特征在于，在同一个所述弹性体上，相邻的一对所述第一凸部与所述第二凸部之间形成相交位；当单个所述弹性体使用时，相邻的两个相交位作为接触点，并与其之间的第三凸部围合成第二缓冲空间；当多个所述弹性体组合使用时，在相邻的两个弹性体之间，所述相交位抵紧在与其相邻的所述弹性体上的第三凸部上，所述第三缓冲空间由相邻的两个弹性体上的相交位与第三凸部围合而成。

3.如权利要求1或2所述的一种电池缓冲结构，其特征在于，在同一个所述弹性体上，相邻的两个所述第二凸部之间形成一个定位槽，所述第二凸部上设置有能够与所述定位槽相配合的定位部；

当多个所述弹性体组合使用时，在相邻的两个所述弹性体之间，其中一个所述弹性体上的定位部插入另一个所述弹性体上的定位槽内，且在所述弹性体未产生轴向压缩时，在轴向上的相邻的两个所述定位部之间具有间隙。

4.如权利要求3所述的一种电池缓冲结构，其特征在于，所述第二凸部靠近所述弹性体中心的一侧具有一个接触面，所述定位部靠近所述弹性体中心的表面到弹性体中心的垂直距离大于等于接触面到弹性体中心的垂直距离。

5.如权利要求3所述的一种电池缓冲结构，其特征在于，所述定位部靠近所述定位槽的两个侧面均与其接触的所述弹性体的第二凸部相切。

6.如权利要求1所述的一种电池缓冲结构，其特征在于，所述第一凸部、所述第二凸部和所述第三凸部的凸出面为椭圆面或者弧形面。

7.如权利要求1所述的一种电池缓冲结构，其特征在于，还包括插接在所述弹性体内的轴体和嵌套在所述弹性体上的套筒，所述弹性体能够在所述套筒内产生形变，所述轴体能够相对于所述套筒进行位移。

8.如权利要求7所述的一种电池缓冲结构，其特征在于，所述轴体上开设有若干个沿周向均匀分布的限位槽，所述第一凸部与所述第二凸部均与所述限位槽相切；所述弹性体通过所述轴体相对于所述套筒的位移使得弹性体产生形变。

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