发明内容
本申请的实施例提供一种提高安全性及使用寿命的绝缘组件、端盖组件、储能装置及用电设备,能够使极柱与绝缘件的连接处具有良好的连接强度,使极柱与绝缘件之间具有优异的密封性能。
第一方面,本申请提供一种绝缘组件,包括压块、极柱和绝缘件,所述绝缘件包括绝缘件本体和第一限位部,所述绝缘件本体包括沿厚度方向相背设置的第一表面和第二表面,所述第一表面为朝向所述压块的表面,所述绝缘件本体设有贯穿所述第一表面和所述第二表面的极柱通孔,所述第一限位部位于所述第一表面,所述第一限位部沿所述极柱通孔的周向方向环绕凸设于所述极柱通孔的外周缘,所述极柱穿过所述极柱通孔,所述第一限位部周向包裹所述极柱轴线方向上的部分外周面。
可以理解的是,通过在极柱通孔的周向设置第一限位部,能够在极柱穿过极柱通孔时,使极柱与第一限位部接触。第一限位部受极柱的挤压而产生形变,从而使第一限位部向极柱的穿出方向翻转变形,进而使第一限位部紧密的包裹极柱的部分外周面,增加极柱与绝缘件之间的连接强度,使第一限位部与极柱之间形成紧密可靠的连接关系,有利于进一步提升绝缘组件整体的密封性能。另外,通过设置第一限位部,还可以增强绝缘件对于极柱的限位固定效果,减小极柱与绝缘件装配时的错位风险。
一种可能的实施方式中,在所述绝缘件的厚度方向上,所述第一限位部相对于所述第一表面的凸出高度≥0.1mm且≤3mm。
此设置下,能够使第一限位部与极柱之间具有足够的接触面积,使绝缘件和极柱配合更加紧密和可靠,以充分减少组装时极柱的错位现象,保证绝缘组件的密封效果,减少绝缘组件漏气漏液的情况,保证电池的安全性能。
一种可能的实施方式中,所述第一限位部的厚度为≥0.01mm且≤0.6mm。此设置下,能够使第一限位部与极柱组装时具有足够的包裹力,能够与极柱充分接触。
一种可能的实施方式中,所述第一限位部具有弹性,所述第一限位部远离所述绝缘件本体的一端被所述极柱撑开,所述第一限位部远离所述绝缘件本体的一端包裹所述极柱的部分外周面。
也即为,绝缘件与极柱装配到位时,第一限位部的上端呈现张紧状态。此设置下,第一限位部可以在受到极柱的挤压时产生弹性变形而向外张开,从而使第一限位部远离绝缘件本体31a的一端呈现张开状态而紧密的包裹住极柱的部分外周面,进而使极柱与绝缘件之间可以具有良好的密封性能。
一种可能的实施方式中,所述绝缘件还包括第二限位部,所述第二限位部沿所述绝缘件本体的周向方向环绕凸设于所述绝缘件本体的第一表面的周缘,所述第二限位部与所述绝缘件本体配合形成用于容置所述压块的收容槽。
可以理解的是,通过设置第二限位部,并使第二限位部沿绝缘件本体的外周设置一圈,能够使第二限位部与绝缘件本体配合围设出收容所述压块的收容槽。而当压块置于收容槽内时,第二限位部能够与压块的外周抵接,从而限制压块在绝缘件长度方向和绝缘件宽度方向的移动,起到良好的限位作用。
一种可能的实施方式中,在所述绝缘件本体的厚度方向上,所述第二限位部相对于所述第一表面的凸出高度≥0.5mm且≤5.5mm。
例如,第二限位部相对于第一表面的凸出高度可以为1.2mm。可以理解的是,将第二限位部的凸出高度下限设置为0.5mm可以使第二限位部能够配合绝缘件本体围设出供压块安装的收容槽,起到压块安装时的一定的限位作用。将第二限位部的凸出高度上限设置为5.5mm可以使第二限位部相对于绝缘件本体的凸出程度也不会过大,从而在压块与绝缘件组装后,不会影响压块与储能装置外部的器件的电连接。
一种可能的实施方式中,所述第二限位部相对于所述第一表面的凸出高度,大于所述第一限位部相对于所述第一表面的凸出高度。
此设置下,能够使第二限位部相对于第一限位部而言具有足够的凸出高度,从而能够使第二限位部与压块具有足够的接触面积,有效限制压块在平行于绝缘件本体方向上的移动。
一种可能的实施方式中,所述第二限位部相对于所述第一表面的凸出高度,与所述第一限位部相对于所述第一表面的凸出高度的差值≥0.1mm且≤3.5mm。
此设置下,能够同时提升极柱密封性能和压块、光铝片之间的爬电距离,提升储能装置的安全性能。
一种可能的实施方式中,所述绝缘件还包括第三限位部,所述第三限位部位于所述第二表面,所述第三限位部沿所述极柱通孔的周向方向环绕凸设于所述极柱通孔的周缘;
所述绝缘组件还包括密封圈,所述密封圈套设于所述极柱的外围,所述密封圈与所述第三限位部抵接。
可以理解的是,通过设置第三限位部,能够使第三限位部与密封圈的第一密封部紧密抵接,充分保证与密封圈之间的接触面积,提高密封圈整体与绝缘件的连接强度。第三限位部还能够配合极柱从密封圈厚度方向的两侧压紧密封圈,有效提升绝缘组件整体的密封性能。
一种可能的实施方式中,所述第三限位部设有缺口,所述缺口连通所述极柱通孔,所述第二表面凹设有连接槽,所述连接槽连通所述缺口和所述绝缘组件的所述第二表面的周缘。
可以理解的是,通过使缺口与连接槽连通,能够使缺口与连接槽配合形成排气通道而连通极柱通孔与外部环境。由此,在绝缘组件进行铆接压合时,可以通过缺口与连接槽组成的排气通道,引导密封圈与绝缘件之间的空气经由缺口和连接槽排出至外部环境,使绝缘组件排气顺畅,避免因在绝缘组件中形成局部气泡而导致绝缘组件气密性不良的问题,有效提升绝缘组件的密封性能。
一种可能的实施方式中,所述缺口包括第一缺口和第二缺口,在所述绝缘件的宽度方向上,所述第一缺口和所述第二缺口间隔并对称设置,所述连接槽包括第一连接槽和第二连接槽,所述第一连接槽连通所述第一缺口和所述绝缘组件的所述第二表面的周缘,所述第二连接槽连通所述第二缺口和所述绝缘组件的所述第二表面的周缘。
由此,第一缺口和第一连接槽能够配合形成一个排气通道,第二缺口和第二连接槽能够配合形成另一个排气通道,两个排气通道还对称设置,故而两个排气通道具有较佳的结构一致性,能够使密封圈与绝缘件之间的空气分别从绝缘件宽度方向的两侧排出,使绝缘组件的排气过程较为均匀。
一种可能的实施方式中,所述绝缘件还包括盖合部,所述绝缘件本体包括沿所述绝缘件的长度方向相对设置的第一端和第二端,所述极柱通孔邻近所述第一端,所述盖合部连接于所述第二限位部的位于所述第二端的部分,所述盖合部、所述第二限位部和所述绝缘件本体配合形成空腔,所述空腔为所述第二限位部的一部分,邻近所述第二端设有贯穿所述第一表面和所述第二表面的镂空孔,所述镂空孔与所述空腔连通。
可以理解的是,当储能装置过充,电解液的分解使储能装置内部产生过量的热量或内部压力增大时,易导致储能装置起火或爆炸。由此,通过设置应激件,可以在储能装置失控之前,通过应激件来短接正极和外壳、负极和外壳或者正极和负极,从而阻止储能装置继续充电。
具体而言,在常温下,储能装置正常充电时,储能装置内部的压力小于预设阈值,应激件本体维持自然状态,应激件本体的凸出方向朝向下塑胶。而当储能装置过充时,储能装置内部的压力大于预设阈值,应激件本体在储能装置内部压力的作用下翻转,使应激件本体的凸出方向由朝向下塑胶而转换至朝向绝缘组件,从而使连接于应激件本体上的凸起与压块接触,使应激件与压块电连接,此时,正负极的导电压块短接,进而使储能装置短路。而较大的短路电流能够熔断储能装置中主回路中的熔丝,储能装置的过充状态被停止,储能装置在过充时的安全性得以提高。
一种可能的实施方式中,所述第二表面凹设有U形凹槽,所述U形凹槽位于所述第二端,所述U形凹槽位于所述镂空孔的外围,所述U形凹槽沿所述第二端的周向方向弯折延伸。
可以理解的是,通过在绝缘件本体上开设U形凹槽,并使U形凹槽贴着绝缘件本体的外周缘延伸,能够在不干涉绝缘件本体其余结构与其他部件的配合关系下,减少制备绝缘件本体所需的材料,减轻绝缘件本体的重量,有利于实现绝缘组件的轻量化。
一种可能的实施方式中,所述绝缘件还包括至少一个加强筋,所述至少一个加强筋设于所述U形凹槽的底壁,所述至少一个加强筋位于所述U形凹槽的弯折角。
可以理解的是,通过在U形凹槽内部设置加强筋,可以在不增加U形凹槽壁厚的基础上,提升U形凹槽内壁的强度。同时可以克服因设置U形凹槽而使第二端厚度不均,导致应力不均等分布而造成的绝缘件歪扭变形的问题,保证U形凹槽围设出的空间不会在绝缘组件的使用过程中产生内缩,可靠性佳。
一种可能的实施方式中,所述加强筋的高度小于所述U形凹槽相对于所述第二表面凹陷的深度。
此设置下,加强筋不会因相对于U形凹槽外凸而导致绝缘件在与其他部件组装时翘曲,有利于提升绝缘件的平整度。
第二方面,本申请还提供一种端盖组件,所述端盖组件包括如上所述的绝缘组件。
一种可能的实施方式中,所述端盖组件还包括应激件,所述应激件与所述绝缘组件层叠设置,所述应激件包括应激件本体和凸起,所述凸起凸设于所述应激件本体;
所述绝缘件本体包括沿所述绝缘件的长度方向相对设置的第一端和第二端,所述极柱通孔邻近所述第一端,邻近所述第二端设有贯穿所述第一表面和所述第二表面的镂空孔,所述镂空孔与所述收容槽连通,所述镂空孔用于供所述应激件穿过,所述镂空孔的直径大于所述凸起的直径,所述镂空孔的直径小于所述应激件本体的直径。
可以理解的是,由于镂空孔的直径小于应激件本体的直径,故而应激件可以因部分结构被下塑胶阻挡,而使下塑胶可以对应激件产生一定的限位作用,阻止应激件在正常状态下因产生移位、晃动而导致与压块接触,从而导致储能装置正常充电状态被终止。又因镂空孔的直径大于凸起的直径,故而在应激件的翻转状态下,凸起可以顺利穿过镂空孔而与压块接触,从而使应激件与压块电连接,阻止储能装置继续充电。
第三方面,本申请还提供一种端盖组件,所述端盖组件包括如上所述的绝缘组件。
一种可能的实施方式中,所述端盖组件还包括应激件,所述应激件与所述绝缘组件层叠设置,所述应激件包括应激件本体和凸起,所述凸起凸设于所述应激件本体;
所述镂空孔用于供所述应激件穿过。
第四方面,本申请还提供一种储能装置,所述储能装置包括如上所述的端盖组件。
第五方面,本申请还提供一种用电设备,所述用电设备包括如上所述的储能装置。
本申请的技术方案中,通过在极柱通孔的周向设置第一限位部,能够在极柱穿过极柱通孔时,使极柱与第一限位部接触。第一限位部受极柱的挤压而产生形变,从而使第一限位部向极柱的穿出方向翻转变形,进而使第一限位部紧密的包裹极柱的部分外周面,增加极柱与绝缘件之间的连接强度,使第一限位部与极柱之间形成紧密可靠的连接关系,有利于进一步提升绝缘组件整体的密封性能。另外,通过设置第一限位部,还可以增强绝缘件对于极柱的限位固定效果,减小极柱与绝缘件装配时的错位风险。
具体实施方式
为了方便理解,首先对本申请的实施例所涉及的术语进行解释。
和/或:仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。
多个:是指两个或多于两个。
连接:应做广义理解,例如,A与B连接,可以是A与B直接相连,也可以是A与B通过中间媒介间接相连。
下面将结合附图,对本申请的具体实施方式进行清楚地描述。
请参阅图1,图1是本申请实施例提供的用电设备300的结构示意图。用电设备300包括动力系统310和储能装置200。动力系统310和储能装置200电连接。储能装置200为动力系统310提供动力来源。
其中,下文以用电设备300为汽车为例进行说明,汽车可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动、混合动力汽车或者增程式汽车等。汽车包括电池、控制器和马达。电池用于向控制器和马达供电,作为汽车的操作电源和驱动电源,例如,电池用于汽车的启动、导航和运行时的工作用电需求。例如,电池向控制器供电,控制器控制电池向马达供电,马达接收并使用电池的电力作为汽车的驱动电源,替代或部分地替代燃油或天然气为汽车提供驱动动力。
可以理解的是,储能装置200可包括但不限于单体电池、电池模组、电池包、电池系统等。当该储能装置200为单体电池时,其可为方形电池。下文以储能装置200为方形电池为例进行说明,但应当理解的是,储能装置200并不以此为限。
需要说明的是,汽车仅为本申请提供的储能装置200的一个使用场景,在其他的场景中,储能装置200还可以用于其他电子设备或者机械设备等,本申请不对储能装置200的使用场景做具体限定。
请结合参阅图2和图3,图2是图1所示的储能装置的结构示意图,图3是图2所示的储能装置的分解示意图。其中,为方便描述,定义图2所示储能装置200的长度方向为X轴方向(下文简称为X方向),宽度方向为Y轴方向(下文简称为Y方向),高度方向为Z轴方向(下文简称为Z方向)。
储能装置200可以包括壳体210、电芯220和端盖组件230。壳体210的一端设有开口,电芯220安装于壳体210内部,端盖组件230连接于壳体210的开口并与壳体210配合封装电芯220。示例性地,壳体210为金属壳体210,如铝壳。当然,壳体210也可以由其它材料制作而成。电芯220可以包括正极片、负极片和位于正极片和负极片之间的隔膜。正极片、隔膜和负极片依次叠放后,卷绕形成电芯220。
请结合参阅图4和图5,图4是图2所示储能装置200的端盖组件230的结构示意图,图5是图4所示的端盖组件230的分解示意图。端盖组件230可以包括下塑胶240、光铝片250、应激件260、防爆阀270和绝缘组件100。
下塑胶240设有第一通孔2410和第二通孔2420,第一通孔2410和第二通孔2420在下塑胶240的长度方向(也即X方向)上间隔设置,第一通孔2410用于供极柱10a穿过,第二通孔2420用于供极柱10b穿过。
请结合参阅图5和图6,图6是图5所示的端盖组件230的光铝片250的另一种结构示意图。
光铝片250与下塑胶240层叠设置,光铝片250位于下塑胶240远离电芯220的一侧。光铝片250与壳体210的开口连接。示例性地,光铝片250可以与壳体210焊接,使储能装置200的内部和外部隔绝。
光铝片250包括光铝片本体2510和凸台2520,凸台2520的数量为两个,分别为凸台2521和凸台2522。凸台2521与凸台2522可以是相同或相似的结构、对称或部分对称的结构、或者不同的结构。本申请的实施例中,凸台2521和凸台2522中,一个为正极凸台,另一个为负极凸台,如下将以凸台2521为正极凸台,凸台2522为负极凸台,凸台2521和凸台2522镜像对称为例进行说明,但应当理解,并不以此为限。
光铝片本体2510包括相对设置的第三表面2511和第四表面2512。第三表面2511为光铝片本体2510中朝向顶贴片绝缘组件100的表面,第四表面2512为光铝片本体2510中朝向下塑胶240的表面。光铝片本体2510包括第三端2513和第四端2514,第三端2513和第四端2514在光铝片本体2510的长度方向(也即X方向)上间隔设置。
光铝片本体2510具有第一腔体2515和第二腔体2516,第一腔体2515设于第三端2513,第一腔体2515自第四表面2512向第三表面2511的方向凹陷,第一腔体2515用于容置下塑胶240和储能装置200中的其他部件。第二腔体2516设于第四端2514,第二腔体2516自第四表面2512向第三表面2511的方向凹陷,第二腔体2516用于容置下塑胶240和储能装置200中的其他部件。
凸台2521设于光铝片本体2510的第三端2513,且凸台2521相对于光铝片本体2510的第三表面2511凸出设置。通过使凸台2521相对于光铝片本体2510凸出设置,可以起到良好的提醒作用,能够使工作人员在组装储能装置200时,无需花费过多注意力即可对准光铝片250的各部件对位组装其余部件,有利于提升储能装置200的组装效率和储能装置200中各部件装配的准确性。示例性地,在光铝片本体2510的第三表面2511向绝缘组件100的方向上,凸台2521的外径尺寸逐渐减小。
凸台2521设有第三通孔2523和第一安装孔2524,第三通孔2523和第一安装孔2524在X方向上相对设置。第三通孔2523在Z方向上贯穿凸台2521,第三通孔2523与第一腔体2515连通,第三通孔2523与下塑胶240的第一通孔2410对应设置,第三通孔2523用于供极柱10a穿过。第一安装孔2524在Z方向上贯穿凸台2521,第一安装孔2524与第一腔体2515连通,第一安装孔2524用于连接应激件2610。
通过将应激件2610配置为响应储能装置200内部的压力增加而发生应激变形,使得储能装置200内部的气体超过预设的压力阈值时,应激件2610能够应激形变与金属导电压块(图未示)接触,使得正负极组件发生外部短接情况,继而由于强大的短路电流使得应激件与金属导电压块的底部产生熔断削顶现象而回归断路状态,从而避免储能装置200发生过度充电的情况,因此能够避免储能装置200发生爆炸。
凸台2522设于光铝片本体2510的第四端2514,且凸台2522相对于光铝片本体2510的第三表面2511凸出设置。通过使凸台2522相对于光铝片本体2510凸出设置,可以起到良好的提醒作用,能够使工作人员在组装储能装置200时,无需花费过多注意力即可对准光铝片250的各部件对位组装其余部件,有利于提升储能装置200的组装效率和储能装置200中各部件装配的准确性。示例性地,在光铝片本体2510的第三表面2511向绝缘组件100的方向上,凸台2522的外径尺寸逐渐减小。
凸台2522设有第四通孔2525和第二安装孔2526,第四通孔2525在Z方向上贯穿凸台2522,第四通孔2525与第二腔体2516连通,第四通孔2525与下塑胶240的第二通孔2420对应设置,第四通孔2525用于供极柱10b穿过。第二安装孔2526在Z方向上贯穿凸台2522,第二安装孔2526与第二腔体2516连通,第二安装孔2526用于连接应激件2620。
光铝片本体2510设有防爆阀通孔2517,防爆阀通孔2517在Z方向上贯穿光铝片本体2510。防爆阀通孔2517位于凸台2521与凸台2522之间。防爆阀通孔2517、凸台2521与凸台2522之间两两均间隔设置。防爆阀通孔2517用于连接防爆阀270。
光铝片本体2510设有注液孔2518,注液孔2518位于凸台2521与防爆阀通孔2517之间,且注液孔2518与凸台2521和防爆阀通孔2517均间隔设置。
请继续参阅图4和图5,应激件260的数量可以为两个,分别为应激件2610和应激件2620。
应激件2610可以包括应激件本体2611和凸起2612。应激件本体2611连接于第一安装孔2524内,应激件本体2611的凸出方向朝向下塑胶240。凸起2612凸设于应激件本体2611。
应激件2620可以包括应激件本体2621和凸起2622,应激件本体2621连接于第二安装孔2526内,应激件本体2621的凸出方向朝向下塑胶240。凸起2622凸设于应激件本体2621。应激件2620与应激件2620在X方向上间隔设置。
本申请的实施例中,绝缘组件100的数量可以为两个,分别为绝缘组件100a和绝缘组件100b。两个绝缘组件100a和绝缘组件100b可以分别为正极绝缘组件和负极绝缘组件。本申请的实施例中,绝缘组件100a和绝缘组件100b结构大体相同,如下将仅以正极侧的绝缘组件100a为例进行详细说明,在不冲突的情况下,如下对于一个绝缘组件100a的描述,均可以应用在另一个绝缘组件100b上。
请结合参阅图7和图8,图7是图5所示的绝缘组件100a的结构示意图,图8是沿图4所示的剖切线A-A剖切所得的剖面示意图。绝缘组件100a可以包括极柱10a、压块20a、绝缘件30a和密封圈40a。其中,图7和图8中所示的极柱10a、压块20a、绝缘件30a和密封圈40a均为正极绝缘组件侧的正极极柱、正极压块、正极绝缘件和正极密封圈。
极柱10a可以包括柱体11a和底座12a,柱体11a的一端与底座12a连接,柱体11a的另一端穿过压块20a与压块20a连接。柱体11a的横截面积小于底座12a的横截面积。即,柱体11a在底座12a上的投影落在底座12a内。其中,上述横截面积为沿平行于底座12a所在的平面截得的横截面积。示例性地,底座12a的高度小于柱体11a的高度。通过设置底座12a的高度小于柱体11a的高度,可以减少底座12a在绝缘组件100a的空间占用,提高绝缘组件100a的体积能量密度。
压块20a可以包括连接部21a和延伸部22a,延伸部22a的一端与连接部21a连接,延伸部22a的另一端伸入绝缘件30a内。延伸部22a的高度小于连接部21a的高度。也即为,连接部21a可以为压块20a中裸露在外部环境且与极柱10a连接的部分,延伸部22a可以为压块20a中与绝缘件30a配合的部分。通过设置压块20a,一方面可以固定极柱10a,防止极柱10a受到外力作用而变形,另一方面还可增加极柱10a与外部部件的焊接面积,保证储能装置200的焊接强度。
密封圈40a可以包括第一密封部41a和第二密封部42a,第一密封部41a和第二密封部42a均为中空环状。第一密封部41a套设于极柱10a的柱体11a上,第一密封部41a的一端与第二密封部42a连接,第一密封部41a的另一端与绝缘件30a抵接。第二密封部42a套设于极柱10a的主体上,第二密封部42a远离第一密封部41a的一端与极柱10a的底座12a抵接。
其中,第一密封部41a的横截面积小于第二密封部42a的横截面积。即,第一密封部41a在第二密封部42a上的投影落在第二密封部42a内。其中,上述横截面积为沿平行于第二密封部42a所在的平面截得的横截面积。通过使密封圈40a具有第一密封部41a和第二密封部42a两个部分,并使第一密封部41a与绝缘件30a抵接,第二密封部42a与极柱10a的底座12a抵接,不仅能够增加密封圈40a与极柱10a的接触面积,提高密封圈40a整体与极柱10a的连接强度,防止极柱10a扭动。还能够使密封圈40a沿其厚度方向(也即Z方向)的两侧分别被绝缘件30a和极柱10a压紧,有效提升绝缘组件100a整体的密封性能。
请结合参阅图8、图9和图10,图9是图7所示的绝缘件30a的一角度的结构示意图,图10是图7所示的绝缘件30a的另一角度的结构示意图。绝缘件30a可以包括绝缘件本体31a、第二限位部32a、第一限位部33a、第三限位部34a和盖合部35a。
绝缘件本体31a可以包括第一表面311a和第二表面312a,第一表面311a为绝缘件本体31a中朝向压块20a的表面,第二表面312a为绝缘件本体31a中朝向密封圈40a的表面。绝缘件本体31a还可以包括沿绝缘件30a的长度方向(也即X方向)相对设置的第一端313a和第二端314a。
第一端313a设有极柱通孔315a,极柱通孔315a沿Z方向贯穿绝缘件本体31a的第一表面311a和第二表面312a。极柱通孔315a用于供极柱10a的柱体11a穿过。
请参阅图11,图11是图7所示的绝缘件30a的又一角度的结构示意图。第二端314a凹设有U形凹槽316a,U形凹槽316a自绝缘件本体31a的第二表面312a向绝缘件本体31a的第一表面311a凹陷。U形凹槽316a位于镂空孔317a的外围,U形凹槽316a沿第二端314a的周向方向弯折延伸。当然,在其他实施例中,U形凹槽316a还可以为L形等其他形状,本申请的实施例对于U形凹槽316a的具体形状不做严格限制。
可以理解的是,通过在绝缘件本体31a上开设U形凹槽316a,并使U形凹槽316a贴着绝缘件本体31a的外周缘延伸,能够在不干涉绝缘件本体31a其余结构与其他部件的配合关系下,减少制备绝缘件本体31a所需的材料,减轻绝缘件本体31a的重量,有利于实现绝缘组件100a的轻量化。
一种可能的实施方式中,如图11所示,绝缘件30a还可以包括至少一个加强筋36a,至少一个加强筋36a设于U形凹槽316a的底壁,至少一个加强筋36a位于U形凹槽316a的弯折角。可以理解的是,通过在U形凹槽316a内部设置加强筋36a,可以在不增加U形凹槽316a壁厚的基础上,提升U形凹槽316a内壁的强度。同时可以克服因设置U形凹槽316a而使第二端314a厚度不均,导致应力不均等分布而造成的绝缘件30a歪扭变形的问题,保证U形凹槽316a围设出的空间不会在绝缘组件100a的使用过程中产生内缩,可靠性佳。示例性地,加强筋36a的数量可以为多个,多个加强筋36a沿U形凹槽316a的延伸方向间隔设置。U形凹槽316a相对于第二表面312a凹陷的深度可以在0.25mm-3.85mm的范围内(包括端点值0.25mm和3.85mm)。通过将U形凹槽316a相对于第二表面312a凹陷的深度设置在前述范围内,可以在满足绝缘件30a结构强度的基础上,实现绝缘件30a的轻量化。
进一步地,加强筋36a的高度可以小于U形凹槽316a相对于第二表面312a凹陷的深度。此设置下,加强筋36a不会因相对于U形凹槽316a外凸而导致绝缘件30a在与其他部件组装时翘曲,有利于提升绝缘件30a的平整度。
请结合参阅图9和图10,第二端314a还设有镂空孔317a,镂空孔317a沿Z方向贯穿绝缘件本体31a的第一表面311a和第二表面312a。镂空孔317a用于露出应激件2610,具体而言,镂空孔317a能够露出凸起2612和部分应激件本体2611。
可以理解的是,当储能装置200过充,电解液的分解使储能装置200内部产生过量的热量或内部压力增大时,易导致储能装置200起火或爆炸。由此,通过设置应激件2610,可以在储能装置200失控之前,通过应激件2610来切断电芯220和极柱10a之间的连接部件(正极极耳和正极极柱之间、或者负极极耳和负极极柱之间),从而阻止储能装置200继续充电。
具体而言,在常温下,储能装置200正常充电时,储能装置200内部的压力小于预设阈值,应激件本体2611维持自然状态,应激件本体2611的凸出方向朝向下塑胶240。而当储能装置200过充时,储能装置200内部的压力大于预设阈值,应激件本体2611在储能装置200内部压力的作用下翻转,使应激件本体2611的凸出方向由朝向下塑胶240而转换至朝向绝缘组件100a,从而使连接于应激件本体2611上的凸起2612与压块20a接触,使应激件2610与压块20a电连接,进而使储能电池的内部电路短路。而较大的短路电流能够熔断储能装置200中主回路中的熔丝,储能装置200的过充状态被停止,储能装置200在过充时的安全性得以提高。
一种可能的实施方式中,如图8所示,镂空孔317a的直径L1大于凸起2612的直径L2,镂空孔317a的直径L1小于应激件本体2611的直径L3。可以理解的是,由于镂空孔317a的直径L1小于应激件本体2611的直径L3,故而应激件2610可以因部分结构被下塑胶240阻挡,而使下塑胶240可以对应激件2610产生一定的限位作用,阻止应激件2610在正常状态下因产生移位、晃动而导致与压块20a接触,从而导致储能装置200正常充电状态被终止。又因镂空孔317a的直径L1大于凸起2612的直径L2,故而在应激件2610的翻转状态下,凸起2612可以顺利穿过镂空孔317a而与压块20a接触,从而使应激件2610与压块20a电连接,阻止储能装置200继续充电。
请结合参阅图8、图9和图10,第二限位部32a位于第一表面311a,第二限位部32a沿绝缘件本体31a的周向方向环绕凸设于绝缘件本体31a的外周缘。也即为,在Z方向上,第二限位部32a相对于绝缘件本体31a凸出设置。示例性地,第二限位部32a相对于第一表面311a的凸出高度H2在0.5mm-5.5mm(包括端点值0.5mm和5.5mm)的范围内。例如,第二限位部32a相对于第一表面311a的凸出高度H2可以为1.2mm。可以理解的是,将第二限位部32a的凸出高度H2下限设置为0.5mm可以使第二限位部32a能够配合绝缘件本体31a围设出供压块20a安装的收容槽W1,起到压块20a安装时的一定的限位作用。将第二限位部32a的凸出高度H2上限设置为5.5mm可以使第二限位部32a相对于绝缘件本体31a的凸出程度也不会过大,从而在压块20a与绝缘件30a组装后,不会影响压块20a与储能装置200外部的器件的电连接。
另外,第二限位部32a的厚度可以在0.4mm~2.8mm(包括端点值0.4mm和2.8mm)之间。可以理解的是,将第二限位部32a的厚度下限设置为0.4mm可以使第二限位部具有足够的厚度,保证绝缘件30a的绝缘性能。将第二限位部32a的厚度上限设置为2.8mm可以使第二限位部的厚度也不会过厚,注塑冷却后不会收缩而造成变形。
第二限位部32a与绝缘件本体31a可以配合形成用于容置压块20a的收容槽W1,收容槽W1与极柱通孔315a和镂空孔317a均连通。可以理解的是,通过设置第二限位部32a,并使第二限位部32a沿绝缘件本体31a的外周设置一圈,能够使第二限位部32a与绝缘件本体31a配合围设出收容压块20a的收容槽W1。而当压块20a置于收容槽W1内时,第二限位部32a能够与压块20a的外周抵接,从而限制压块20a在绝缘件30a长度方向和绝缘件30a宽度方向的移动,起到良好的限位作用。
盖合部35a连接于第二限位部32a的位于第二端314a的部分,盖合部35a、第二限位部32a和绝缘件本体31a配合形成空腔318a。也即为,空腔318a为所述第二限位部32a的一部分,收容槽W1的部分结构可以构成空腔318a的部分结构。空腔318a与镂空孔317a连通,空腔318a能够收容压块20a的延伸部22a。可以理解的是,由于盖合部35a盖合在位于第二端314a的第二限位部32a的上方,故而盖合部35a、第二限位部32a和绝缘件本体31a能够配合形成一个用于供压块20a的延伸部22a插入的插接端口,而当压块20a的延伸部22a插入空腔318a内部时,盖合部35a能够与绝缘件本体31a配合限制压块20a的延伸部22a沿绝缘件30a高度方向的移动,从而可以使盖合部35a配合第二限位部32a而进一步起到限位作用,保证压块20a的位置固定而不会晃动、移位。
请结合参阅图9、图12和图13,图12是图5所示绝缘组件100a的部分结构示意图,图13是沿图11所示的剖切线B-B剖切所得的剖面示意图。
当压块20a置于收容槽W1内时,压块20a的连接部21a裸露在外部环境中,从而使压块20a能够作为储能装置200的电极端子而方便储能装置200与其他设备电连接。压块20a的延伸部22a位于空腔318a内,镂空孔317a能够露出部分延伸部22a,从而能够在储能装置200的过充状态下,使应激件2610的凸起2612穿过镂空孔317a而与位于空腔318a内部的压块20a的延伸部22a接触。
请结合参阅图8、图9和图10,第一限位部33a位于第一表面311a,第一限位部33a沿极柱通孔315a的周向方向环绕凸设于极柱通孔315a的外周缘。也即为,在Z方向上,第一限位部33a相对于绝缘件本体31a凸出设置。当极柱10a穿过极柱通孔315a时,第一限位部33a周向包裹极柱10a轴线方向上的部分外周面。可以理解的是,通过在极柱通孔315a的周向设置第一限位部33a,能够在极柱10a穿过极柱通孔315a时,使极柱10a与第一限位部33a接触。第一限位部33a受极柱10a的挤压而产生形变,从而使第一限位部33a向极柱10a的穿出方向翻转变形,进而使第一限位部33a紧密的包裹极柱10a的部分外周面,增加极柱10a与绝缘件30a之间的连接强度,使第一限位部33a与极柱10a之间形成紧密可靠的连接关系,有利于进一步提升绝缘组件100a整体的密封性能。另外,通过设置第一限位部33a,还可以增强绝缘件30a对于极柱10a的限位固定效果,减小极柱10a与绝缘件30a装配时的错位风险。
示例性地,在绝缘件30a的厚度方向(也即Z方向)上,第一限位部33a相对于第一表面311a的凸出高度H1在0.1mm~3mm(包括端点值0.1mm和3mm)的范围内。此设置下,能够使第一限位部33a与极柱10a之间具有足够的接触面积,使绝缘件30a和极柱10a配合更加紧密和可靠,以充分减少组装时极柱10a的错位现象,保证绝缘组件100a的密封效果,减少绝缘组件100a漏气漏液的情况,保证电池的安全性能。另外,第一限位部33a的厚度范围值D1可以在0.01mm~0.6mm之间(包括端点值0.01和0.6mm)。此设置下,能够使第一限位部33a与极柱10a组装时具有足够的包裹力,能够与极柱10a充分接触。
请继续参阅图9和图10,第一限位部33a具有弹性,第一限位部33a远离绝缘件本体31a的一端被极柱10a撑开,第一限位部33a远离绝缘件本体31a的一端包裹极柱10a的部分外周面。也即为,绝缘件30a与极柱10a装配到位时,第一限位部33a的上端呈现张紧状态。此设置下,第一限位部33a可以在受到极柱10a的挤压时产生弹性变形而向外张开,从而使第一限位部33a远离绝缘件本体的一端呈现张开状态而紧密的包裹住极柱10a的部分外周面,进而使极柱10a与绝缘件30a之间可以具有良好的密封性能。
本申请的实施例中,第二限位部32a相对于第一表面311a的凸出高度H2,可以大于第一限位部33a相对于第一表面311a的凸出高度H1。此设置下,能够使第二限位部32a相对于第一限位部33a而言具有足够的凸出高度,从而能够使第二限位部32a与压块20a具有足够的接触面积,有效限制压块在平行于绝缘件本体31a方向上的移动。示例性地,第二限位部32a相对于第一表面311a的凸出高度H2,与第一限位部33a相对于第一表面311a的凸出高度H1的差值可以在0.1mm-3.5mm(包括端点值0.1mm和3.5mm)的范围内。此设置下,能够同时提升极柱10a密封性能和压块20a、光铝片250之间的爬电距离,提升储能装置200的安全性能。
请结合参阅图10和图13,第三限位部34a位于第二表面312a,第三限位部34a沿极柱通孔315a的周向方向环绕凸设于极柱通孔315a的周缘。也即为,在Z方向上,第三限位部34a相对于绝缘件本体31a凸出设置。第三限位部34a的横截面积大于密封圈40a的第一密封部41a的横截面积。即,密封圈40a的第一密封部41a在第三限位部34a上的投影落在第三限位部34a内。其中,上述横截面积为沿平行于第三限位部34a所在的平面截得的横截面积。可以理解的是,通过设置第三限位部34a,能够使第三限位部34a与密封圈40a的第一密封部41a紧密抵接,充分保证与密封圈40a之间的接触面积,提高密封圈40a整体与绝缘件30a的连接强度。第三限位部34a还能够配合极柱10a从密封圈40a厚度方向(也即Z方向)的两侧压紧密封圈40a,有效提升绝缘组件100a整体的密封性能。
一种可能的实施方式中,请参阅图14,图14是图7所示的绝缘件30a的另一种结构的示意图。
第三限位部34a可以设有缺口341a,缺口341a连通极柱通孔315a。绝缘件本体31a的第二表面312a还凹设有连接槽319a,连接槽319a由绝缘件本体31a的第二表面312a向绝缘件本体31a的第一表面311a凹陷,连接槽319a连通缺口341a和绝缘组件100a的第二表面312a的周缘。可以理解的是,通过使缺口341a与连接槽319a连通,能够使缺口341a与连接槽319a配合形成排气通道而连通极柱通孔315a与外部环境。由此,在绝缘组件100a进行铆接压合时,可以通过缺口341a与连接槽319a组成的排气通道,引导密封圈40a与绝缘件30a之间的空气经由缺口341a和连接槽319a排出至外部环境,使绝缘组件100a排气顺畅,避免因在绝缘组件100a中形成局部气泡而导致绝缘组件100a气密性不良的问题,有效提升绝缘组件100a的密封性能。
示例性地,如图14所示,缺口341a可以包括第一缺口342a和第二缺口343a,连接槽319a可以包括第一连接槽3191a和第二连接槽3192a。在绝缘件30a的宽度方向(也即Y方向)上,第一缺口342a和第二缺口343a间隔设置,第一缺口342a和第二缺口343a还对称设置。第一连接槽3191a和第二连接槽3192a间隔设置,第一连接槽3191a和第二连接槽3192a还对称设置。第一连接槽3191a连通第一缺口342a和绝缘组件100a的第二表面312a的周缘,第二连接槽3192a连通第二缺口343a和绝缘组件100a的第二表面312a的周缘。由此,第一缺口342a和第一连接槽3191a能够配合形成一个排气通道,第二缺口343a和第二连接槽3192a能够配合形成另一个排气通道,两个排气通道还对称设置,故而两个排气通道具有较佳的结构一致性,能够使密封圈40a与绝缘件30a之间的空气分别从绝缘件30a宽度方向的两侧排出,使绝缘组件100a的排气过程较为均匀。
本实施例中,下塑胶240、光铝片250和绝缘组件100依次层叠设置。极柱10a的柱体11a依次穿过下塑胶240的第一通孔2410、光铝片250的第三通孔2523、绝缘件30a的极柱通孔315a和压块20a。极柱10a的底座12a与转接片(图未示)和电芯220连接,极柱10a远离底座12a的一端与压块20a连接,由此形成储能装置200与外部电路的连接通道。
请再次参阅图8,本申请的实施例中,绝缘组件100b可以包括极柱10b、压块20b、绝缘件30b和密封圈40b。其中,绝缘组件100b中的极柱10b、压块20b、绝缘件30b和密封圈40b均为负极绝缘组件侧的负极极柱、负极压块、负极绝缘件和负极密封圈。绝缘件30b组件中各个部件的基础结构、部件之间的连接关系、以及部件与组件之外的部件之间的连接关系,均可以参照绝缘组件100a的相关设计,在此不再赘述。绝缘组件100b与绝缘组件100a在部件的细节结构或位置排布上可以相同,也可以不同,本申请对此不做具体限定。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是指两个或多于两个,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:存在A,同时存在A和B,存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
最后应说明的是,以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制,尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。