CN116544625B - 端盖组件、储能装置及储能系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种端盖组件、储能装置及储能系统。包括集流件和绝缘件,绝缘件包括本体和第一弹性部件,本体凹设有容置腔,容置腔的底壁设有具有第一中心轴线的第一安装孔,第一安装孔包括第一边;第一弹性部件包括多个第一支撑件,多个第一支撑件沿第一边的周向排列,第一支撑件包括第一、第二端、第一、第二侧壁,第一端与第一边连接,第二端靠近第一中心轴线;绝缘件包括第一状态和第二状态;绝缘件处于第一状态时,相邻的第一支撑件中一个的第一侧壁和另一个的第二侧壁彼此分离;绝缘件处于第二状态时,相邻的第一支撑件中一个的第一侧壁和另一个的第二侧壁相互抵接。本申请的技术方案能够避免金属转接件过度弯折而断裂,造成二次电池失效。
Description
技术领域
本申请涉及储能领域,尤其涉及一种端盖组件、储能装置及储能系统。
背景技术
随着清洁能源的发展,越来越多的设备采用二次电池等储能装置作为主要能量来源。在储能装置中,为了极柱和极耳的电性连接考虑,需要在极柱与极耳间设置可供弯折的金属转接件。目前,金属转接件大角度弯折后接近金属疲劳极限,极易在使用过程中因振动而发生断裂,造成二次电池失效,影响电池的使用寿命。
发明内容
本申请的实施例提供一种端盖组件、储能装置及储能系统,能够避免金属转接件过度弯折突破金属疲劳极限而断裂,造成二次电池失效,影响二次电池的使用寿命。
第一方面,本申请提供一种端盖组件,所述端盖组件包括:
集流件,所述集流件包括第一连接部、第二连接部和弯折部,所述第一连接部和所述第二连接部在所述端盖组件的厚度方向依次设置,所述弯折部弯折连接在所述第一连接部与第二连接部之间;
绝缘件,所述绝缘件包括本体和用于与所述第二连接部接触的第一弹性部件,
所述本体包括朝向所述集流件的第一表面,所述第一表面凹设有容置腔,所述容置腔用于容置所述第二连接部,所述容置腔包括朝向所述集流件的底壁,所述底壁设有第一安装孔,所述第一安装孔沿所述本体的厚度方向贯穿所述本体,所述第一安装孔包括位于所述底壁的第一边,所述第一安装孔具有第一中心轴线;及
所述第一弹性部件包括多个第一支撑件,多个所述第一支撑件沿所述第一边的周向依次排列,多个所述第一支撑件的延伸方向相交并均相对于所述底壁凸出设置,所述第一支撑件包括第一端、第二端、第一侧壁和第二侧壁,所述第一端与所述第一边连接,所述第二端靠近所述第一中心轴线,所述第一侧壁的延伸方向和所述第二侧壁的延伸方向相交,相邻的两个所述第一支撑件中,一个所述第一支撑件的所述第一侧壁和另一个所述第一支撑件的所述第二侧壁相邻设置;
所述绝缘件包括第一状态和第二状态;
所述绝缘件处于所述第一状态时,相邻两个所述第一支撑件中,一个所述第一支撑件的所述第一侧壁和另一个所述第一支撑件的所述第二侧壁彼此分离,两个所述第一支撑件的所述第二端分离设置;
所述绝缘件处于所述第二状态时,相邻两个所述第一支撑件中,一个所述第一支撑件的所述第一侧壁和另一个所述第一支撑件的所述第二侧壁相互抵接,两个所述第一支撑件的所述第二端相互接触。
可以理解的是,在储能装置中,绝缘件、集流件和电芯可以依次设置。在集流件折叠之前,第一弹性部件为第一状态,第一弹性部件中各第一支撑件之间为分离间隔状态,使得第一弹性部件为敞开结构。而集流件折叠之后,集流件的第二连接部与第一弹性部件抵接,第一弹性部件在集流件的挤压作用力下,朝向容置腔的底壁方向挤压变形,使得相邻两个第一支撑件之间的间距缩小,此时第一弹性部件仍处于第一状态,相邻的两个第一支撑件之间仍处于分离间隔状态,相邻的两个第一支撑件之间的间隙区域能够作为走气间隙而供电芯产生的气体通过。
当发生意外跌落、撞击时,集流件会因受到电芯的冲击力,而进一步挤压绝缘件的第一弹性部件,第一弹性部件受力的作用而切换至第二状态,此时第一弹性部件接近或者直接闭合,以使第一弹性部件为封闭结构。而在跌落、撞击所带来的冲击力消失后,集流件受重力和惯性的作用而还原至接近原状态,此时第一弹性部件也还原至不闭合预留一定走气间隙的第一状态,形成电芯产气的走气通道。
也即为,在储能装置遭受意外跌落、撞击等情况时,集流件会受电芯的挤压力而进一步对第一弹性部件施加压力,使多个第一支撑件的状态发生改变,第一弹性部件由具有走气间隙的敞开状态变更为无走气间隙的封闭状态,从而可以活塞式的推动气体至端盖的防爆阀位置处,便于防爆阀开阀,有效提高电池的安全性。而在外力冲击结束后第一弹性部件又可还原至具有走气间隙的敞开状态,从而能够便于电芯的排气,使得第一弹性部件兼具走气和缓冲的双重性能,可靠性较佳。
另外,通过在本体上设置第一弹性部件。一方面,第一弹性部件可以在集流件弯折时抵接集流件,避免集流件的弯折部因过度弯折而突破金属的疲劳极限发生断裂,影响储能装置的使用寿命、造成储能装置失效等的问题的发生。另一方面,集流件的弯折部易在储能装置意外跌落或振动时断裂,通过设置第一弹性部件,可以使第一弹性部件有效支撑集流件,有利于使集流件在振动或跌落时仍能够保持结构稳定,有效降低集流件的弯折部因跌落或振动而断裂的风险,可靠性佳。
一种可能的实施方式中,所述绝缘件处于所述第一状态时,相邻两个所述第一支撑件之间的间隙区域形成一个第一流道,多个所述第一流道相互连通。
此设置下,相邻两个第一支撑件之间会形成一个可供走气的第一流道,有利于推动电芯产生的气体通过第一流道而排至端盖的防爆阀处。
一种可能的实施方式中,所述绝缘件还包括第三状态,所述绝缘件处于所述第三状态时,相邻两个所述第一支撑件中,一个所述第一支撑件的部分所述第一侧壁和另一个所述第一支撑件的部分所述第二侧壁相互接触,两个所述第一支撑件的所述第二端分离设置。
一种可能的实施方式中,所述绝缘件处于所述第一状态时,所述第二端相对于所述底壁的凸出高度为第一高度;
所述绝缘件处于所述第二状态时,所述第二端相对于所述底壁的凸出高度为第二高度;
所述第一高度大于所述第二高度。
可以理解的是,集流件折叠之前和集流件折叠之后,第一支撑件的第二端均为自由态,故而第一支撑件的第二端具有较大的高度。而在储能装置受撞击、挤压时,集流件受电芯的压迫而挤压多个第一支撑件,多个第一支撑件受压而逐渐合拢至使第一弹性部件处于封闭状态,使得第一弹性部件的最高点与容置腔的底壁之间的距离逐渐缩小,以缓冲集流件向绝缘件方向的运动趋势,避免集流件的弯折部过度弯折而打破金属的疲劳极限造成集流件断裂的问题发生,有利于延长集流件的使用寿命
一种可能的实施方式中,所述第一高度的高度范围在2.5mm-3.5mm的范围内。
可以理解的是,如果将第一高度设置的过小,会导致第一弹性部件的状态发生变化时,没有足够的活动空间以支持第一弹性部件的变形。而如果将第一高度设置的过大,会导致绝缘件与集流件的第二连接部之间的距离过大,不仅不利于两者之间的连接关系,还会造成储能装置内部空间的浪费。
一种可能的实施方式中,所述第二高度的高度范围在1mm-2mm的范围内。
可以理解的是,如果将第二高度设置的过小,会导致第一弹性部件处于第二状态时,第一弹性部件过于贴近容置腔的底壁,使得第一弹性部件的缓冲效果减弱。如果将第二高度设置的过大,会导致绝缘件与集流件的第二连接部之间的距离过大,不仅不利于两者之间的连接关系,还会造成储能装置内部空间的浪费。
一种可能的实施方式中,一个所述第一侧壁和一个所述第二侧壁相交形成一条交线,所述绝缘件处于所述第二状态时,多条所述第一支撑件的交线重合设置。
可以理解的是,由于第一支撑件的第二端呈现类三角形的尖齿结构,从而在第一弹性部件中的多个第一支撑件受力而由第一状态切换至第二状态时,第一弹性部件的闭合密封性好,更有助于推动电芯所排的气体至端盖的防爆阀位置处,便于防爆阀开阀。
一种可能的实施方式中,所述第一支撑件还包括第一连接壁,所述第一连接壁连接在所述第一侧壁和所述第二侧壁之间;
所述第一弹性部件还包括第一盖合部,所述第一盖合部与任意一个所述第二端连接;
所述绝缘件处于所述第二状态时,多个所述第一连接壁围合形成第一封顶区,所述第一盖合部封盖所述第一封顶区。
可以理解的是,由于第一支撑件的第二端呈现类平角的钝齿结构,从而在第一弹性部件中的多个第一支撑件受力而由第一状态切换至第二状态时,有效防止因第一支撑件的自由端端部为尖角而在挤压过程中划伤集流件,可靠性较佳。而通过设置第一盖合部,更有助于在多个第一支撑件相互抵接时,盖合第一弹性部件而使第一弹性部件具有较佳的密闭性能,有利于推动电芯所排的气体至端盖的防爆阀位置处,便于防爆阀开阀。
一种可能的实施方式中,所述第一支撑件还包括至少一个第一凸部和至少一个第一凹部,至少一个所述第一凸部和至少一个所述第一凹部形成于所述第一侧壁和所述第二侧壁,至少一个所述第一凸部和至少一个所述第一凹部交错设置;
所述绝缘件处于所述第二状态时,相邻的两个所述第一支撑件中,一个所述第一支撑件的所述第一凸部与另一个所述第一支撑件的所述第一凹部配合连接,一个所述第一支撑件的所述第一凹部与另一个所述第一支撑件的所述第一凸部配合连接。
此设置下,相邻两个第一支撑件之间可以是曲面锯齿状配合,有利于增大相邻两个第一支撑件之间的接触面积,使相邻两个第一支撑件能够更为紧密的抵接,具有较佳的连接性能。
一种可能的实施方式中,所述底壁还设有第二安装孔,所述第二安装孔沿所述本体的厚度方向贯穿所述本体,所述第二安装孔与所述第一安装孔间隔设置,所述第二安装孔包括位于所述底壁的第二边,所述第二安装孔具有第二中心轴线;
所述绝缘件还包括用于与所述第二连接部接触的第二弹性部件,所述第二弹性部件包括多个第二支撑件,多个所述第二支撑件沿所述第二边的周向依次排列,多个所述第二支撑件的延伸方向相交并均相对于所述底壁凸出设置,所述第二支撑件包括第三端、第四端、第三侧壁和第四侧壁,所述第三端与所述第二边连接,所述第四端靠近所述第二中心轴线,所述第三侧壁的延伸方向和所述第四侧壁的延伸方向相交,相邻的两个所述第二支撑件中,一个所述第二支撑件的所述第三侧壁和另一个所述第二支撑件的所述第四侧壁相邻设置;
所述绝缘件处于所述第一状态时,相邻两个所述第二支撑件中,一个所述第二支撑件的所述第三侧壁和另一个所述第二支撑件的所述第四侧壁的部分彼此分离,两个所述第二支撑件的所述第四端分离设置;
所述绝缘件处于所述第二状态时,相邻两个所述第二支撑件中,一个所述第二支撑件的所述第三侧壁和另一个所述第二支撑件的所述第四侧壁相互抵接,两个所述第二支撑件的所述第四端相互接触。
可以理解的是,在储能装置中,绝缘件、集流件和电芯可以依次设置。在集流件折叠之前,第二弹性部件为第一状态,第二弹性部件中各第二支撑件之间为分离间隔状态,使得第二弹性部件为敞开结构。而集流件折叠之后,集流件的第二连接部与第二弹性部件抵接,第二弹性部件在集流件的挤压作用力下,朝向容置腔的底壁方向挤压变形,使得相邻两个第二支撑件之间的间距缩小,此时第二弹性部件仍处于第一状态,相邻的两个第二支撑件之间仍处于分离间隔状态,相邻的两个第二支撑件之间的间隙区域能够作为走气间隙而供电芯产生的气体通过。
当发生意外跌落、撞击时,集流件会因受到电芯的冲击力,而进一步挤压绝缘件的第二弹性部件,第二弹性部件受力的作用而切换至第二状态,此时第二弹性部件接近或者直接闭合,以使第一弹性部件为封闭结构。而在跌落、撞击所带来的冲击力消失后,集流件受重力和惯性的作用而还原至接近原状态,此时第二弹性部件也还原至不闭合预留一定走气间隙的第一状态,形成电芯产气的走气通道。
也即为,在储能装置遭受意外跌落、撞击等情况时,集流件会受电芯的挤压力而进一步对第二弹性部件施加压力,使多个第二支撑件的状态发生改变,第二弹性部件由具有走气间隙的敞开状态变更为无走气间隙的封闭状态,从而可以活塞式的推动气体至端盖的注液通孔处,便于电芯的排气,有效提高电池的安全性。而在外力冲击结束后第二弹性部件又可还原至具有走气间隙的敞开状态,从而能够便于电芯的排气,使得第二弹性部件兼具走气和缓冲的双重性能,可靠性较佳。
另外,通过在本体上设置第二弹性部件。一方面,第二弹性部件可以在集流件弯折时抵接集流件,避免集流件的弯折部因过度弯折而突破金属的疲劳极限发生断裂,影响储能装置的使用寿命、造成储能装置失效等的问题的发生。另一方面,集流件的弯折部易在储能装置意外跌落或振动时断裂,通过设置第二弹性部件,可以使第二弹性部件有效支撑集流件,有利于使集流件在振动或跌落时仍能够保持结构稳定,有效降低集流件的弯折部因跌落或振动而断裂的风险,可靠性佳。
一种可能的实施方式中,所述端盖组件还包括端盖,所述端盖与所述绝缘件层叠设置,所述端盖位于所述绝缘件背离所述集流件的一侧,所述端盖设有注液通孔和防爆阀通孔;
所述第一弹性部件在所述端盖上的正投影覆盖所述防爆阀通孔,所述第二弹性部件在所述端盖上的正投影覆盖所述注液通孔。
第二方面,本申请还提供一种储能装置,包括电芯和如上所述的端盖组件,所述集流件的第一连接部与所述电芯电连接。
第三方面,本申请还提供一种储能系统,包括负载和如上所述的储能装置,所述储能装置用于为所述负载供电。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施方式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申请的一些实施方式,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,还可以如这些附图获得其他的附图。
图1是本申请的实施例提供的储能系统的结构示意图;
图2是图1所示的储能装置的一种结构示意图;
图3是图1所示的储能装置的另一种结构示意图;
图4是图2所示的储能装置的端盖组件的一种结构示意图;
图5是图4所示的端盖组件的分解示意图;
图6是图4所示端盖组件的另一角度的结构示意图;
图7是图6所示的端盖组件的集流件折叠后的状态示意图;
图8是图4所示的端盖组件的绝缘件处于第一状态时的一角度的一种结构示意图;
图9是图4所示的端盖组件的绝缘件处于第一状态时的另一角度的一种结构示意图;
图10是图4所示的端盖组件的绝缘件处于第一状态时的又一角度的一种结构示意图;
图11是沿图10所示的剖切线A-A剖切所得的剖面示意图;
图12是图4所示的端盖组件的绝缘件处于第二状态时的一角度的一种结构示意图;
图13是图4所示的端盖组件的绝缘件处于第二状态时的另一角度的一种结构示意图;
图14是沿图13所示的剖切线B-B剖切所得的剖面示意图;
图15是图4所示的端盖组件的绝缘件处于第一状态时的一角度的另一种结构示意图;
图16是图4所示的端盖组件的绝缘件处于第一状态时的一角度的又一种结构示意图;
图17是图4所示的端盖组件的绝缘件处于第二状态时的一角度的又一种结构示意图。
附图标记:
储能系统300、电能转换装置310、第一用户负载320、第二用户负载330、储能装置200、壳体210、端盖组件100、集流件10、绝缘件20、端盖30、上塑胶40、密封圈50、极柱60、压块70、防爆阀80、保护片90、第一连接部11、第二连接部12、弯折部13、第三表面111、第四表面112、第一通孔113、焊接槽114、第一子部121、第二子部122、连接部123、本体21、第三凸部22、第四凸部23、第一孔221、第二孔231、加强结构24、止挡结构25、第一弹性部件26、第二弹性部件27、第一表面211、第二表面212、容置腔213、底壁214、底座215、挡墙216、第一极柱通孔217、第一安装孔218、第二安装孔219、缺口2161、第一边2181、第一中心轴线C1、第二边2191、第二中心轴线C2、第一加强筋241、第二加强筋242、第一部分251、第二部分252、第一支撑件261、第一端262、第二端263、第一流道264、第一高度H1、第二高度H2、第一侧壁265、第二侧壁266、第一连接壁268、第一封顶区A1、第一盖合部269、第二支撑件271、第三端272、第四端273、第二流道274、第三高度H3、第四高度H4、第三侧壁275、第四侧壁276、第二连接壁278、第二封顶区A2、第二盖合部279、第二极柱通孔31、注液通孔32、防爆阀通孔33。
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。
由于人们所需要的能源都具有很强的时间性和空间性,为了合理利用能源并提高能量的利用率,需要通过一种介质或者设备,把一种能量形式用同一种或者转换成另外一种能量形式存储起来,基于未来应用需要再以特定能量形式释放出来。众所周知,要实现碳中和的大目标,目前绿色电能的产生主要途径是发展光伏、风电等绿色能源来替代化石能源,
目前绿色电能的产生普遍依赖于光伏、风电、水势等,而风能和太阳能等普遍存在间歇性强、波动性大的问题,会造成电网不稳定,用电高峰电不够,用电低谷电太多,不稳定的电压还会对电力造成损害,因此可能因为用电需求不足或电网接纳能力不足,引发“弃风弃光”问题,要解决这些问题须依赖储能。即将电能通过物理或者化学的手段转化为其他形式的能量存储起来,在需要的时候将能量转化为电能释放出来,简单来说,储能就类似一个大型“充电宝”,在光伏、风能充足时,将电能储存起来,在需要时释放储能的电力。
以电化学储能为例,本方案提供一种储能装置,储能装置内设有一组化学电池,主要是利用化学电池内的化学元素做储能介质,充放电过程伴随储能介质的化学反应或者变化,简单说就是把风能和太阳能产生的电能存在化学电池中,在外部电能的使用达到高峰时再将存储的电量释放出来使用,或者转移给电量紧缺的地方再使用。
目前的储能(即能量存储)应用场景较为广泛,包括发电侧储能、电网侧储能、可再生能源并网储能以及用户侧储能等方面,对应的储能装置的种类包括有:
(1)应用在电网侧储能场景的大型储能集装箱,其可作为电网中优质的有功无功调节电源,实现电能在时间和空间上的负荷匹配,增强可再生能源消纳能力,并在电网系统备用、缓解高峰负荷供电压力和调峰调频方面意义重大。
(2)应用在用户侧的工商业储能场景(银行、商场等)的中小型储能电柜以及应用在用户侧的家庭储能场景的户用小型储能箱,主要运行模式为“削峰填谷”。由于根据用电量需求在峰谷位置的电费存在较大的价格差异,用户有储能设备后,为了减少成本,通常在电价低谷期,对储能柜/箱进行充电处理;电价高峰期,再将储能设备中的电放出来进行使用,以达到节省电费的目的。另外,在边远地区,以及地震、飓风等自然灾害高发的地区,家用储能装置的存在,相当于用户为自己和电网提供了备用电源,免除由于灾害或其他原因导致的频繁断电带来的不便。
请参阅图1,图1是本申请的实施例提供的储能系统300的结构示意图。本申请实施例以用户侧储能中的家用储能场景为例进行说明,本申请储能装置200并不限定于家用储能场景。
本申请提供一种储能系统300,该储能系统300包括电能转换装置310(光伏板)、第一用户负载320(路灯)、第二用户负载330(家用电器)等以及储能装置200,该储能装置200为一小型储能箱,可通过壁挂方式安装于室外墙壁。具体的,光伏板可以在电价低谷时期将太阳能转换为电能,储能装置200用于储存该电能并在电价高峰时供给路灯和家用电器进行使用,或者在电网断电/停电时进行供电。
请结合参阅图2和图3,图2是图1所示的储能装置200的一种结构示意图,图3是图1所示的储能装置200的另一种结构示意图。其中,图2-图3所述的储能装置200仅仅为储能装置200的一种形态,不应当理解为对本申请实施例提供的储能装置200的限定。
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。如图2所示,当储能装置200为单体电池时,其可以为圆柱电池。如图3所示,当储能装置200包括多个电池时,多个电池电连接且均位于储能装置200的外壳内部,其可在外壳的保护下,免受外部环境的干扰。示例性地,多个电池间隔排列。多个电池之间可以串联连接,或者并联连接,或者串联和并联混合连接,以实现较大的容量和功率。
如下将以储能装置200为圆柱电池为例进行说明,但应当理解的是,储能装置200并不以此为限。
请再参阅图2,储能装置200可以包括壳体210、电芯(图未示)和端盖组件100。壳体210的一端设有开口,电芯安装于壳体210内部,端盖组件100连接于壳体210的开口并与壳体210配合封装电芯。端盖组件100与电芯电连接后实现电池电极的引出。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。
请结合参阅图4和图5,图4是图2所示的储能装置的端盖组件100的一种结构示意图,图5是图4所示的端盖组件100的分解示意图。其中,图5中的集流件10为折叠后的状态示意图。
端盖组件100可以包括集流件10、绝缘件20、端盖30、上塑胶40、密封圈50、极柱60、压块70、防爆阀80和保护片90。集流件10与电芯电连接,绝缘件20与端盖30层叠设置,上塑胶40与端盖30层叠设置并与绝缘件20分别位于端盖30的两侧,上塑胶40用于承接压块70并在极柱60和端盖30之间起到间隔作用,压块70连接至上塑胶40远离端盖30的一侧,压块70用于连接极柱60和电池外部电路,极柱60依次穿过绝缘件20、端盖30、上塑胶40和压块70以作为储能装置的电极引出,密封圈50套设在极柱60上并密封连接绝缘件20和端盖30,防爆阀80安装于端盖30上并用于储能装置的泄压保护,保护片90连接至端盖30并用于密封防爆阀80。
请结合参阅图6和图7,图6是图4所示端盖组件100的另一角度的结构示意图,图7是图6所示的端盖组件100的集流件10折叠后的状态示意图。
集流件10可以包括第一连接部11、第二连接部12和弯折部13,弯折部13连接在第一连接部11与第二连接部12之间,第一连接部11能够与电芯连接,第二连接部12能够与绝缘件20连接。
第一连接部11呈类圆盘状,第一连接部11包括相对设置的第三表面111和第四表面112,第三表面111为第一连接部11中朝向电芯的表面,第四表面112为第一连接部11中朝向端盖30的表面。第一连接部11设有第一通孔113和焊接槽114。第一通孔113设于第一连接部11的中心区域,第一通孔113沿第一连接部11的厚度方向贯穿第一连接部11,第一通孔113可用于电芯的排气。焊接槽114相对于第三表面111凸出设置并相对于第四表面112凹陷设置,焊接槽114用于与电芯电连接。焊接槽114的形状可以类似为X字形、K字形、V字形、U字形、半圆弧形、十字形、直线形或者其他形状。焊接槽114的数量可以为多个,多个焊接槽114围绕第一通孔113间隔设置。示例性地,焊接槽114的形状可以为V字形,焊接槽114的数量可以为两个,两个焊接槽114对称设置。
第二连接部12呈长条状,第二连接部12可以具有一定的弯折性能。示例性地,第二连接部12可以包括第一子部121、第二子部122和连接部123。第一子部121与弯折部13连接,第一子部121和第二子部122在端盖组件100的厚度方向依次设置,连接部123弯折连接在第一子部121和第二子部122之间,连接部123和弯折部13分别连接在第一子部121的相对两侧。
第一连接部11与第二连接部12能够通过弯折部13弯折连接。具体为,弯折部13能够带动第一连接部11相对第二连接部12弯折,以使第一连接部11与第二连接部12在端盖组件100的厚度方向依次设置,或者,弯折部13能够带动第二连接部12相对第一连接部11弯折,以使第一连接部11和第二连接部12在端盖组件100的厚度方向依次设置。可以理解的是,由于储能装置200内部空间有限,通过将集流件10设置为可弯折的结构,能够使集流盘在储能装置200装配完成后呈现折叠结构,而当第一连接部11与第二连接部12在端盖组件100的厚度方向依次设置时,至少部分第二连接部12在第一连接部11上的正投影位于第一连接部11内,从而在储能装置200内部局限化的空间布局里最大化的提高储能装置200的空间利用率,可靠性佳。
请结合参阅图8和图9,图8是图4所示的端盖组件100的绝缘件20处于第一状态时的一角度的一种结构示意图,图9是图4所示的端盖组件100的绝缘件20处于第一状态时的另一角度的一种结构示意图。绝缘件20可以包括本体21、第三凸部22、第四凸部23、加强结构24、止挡结构25、第一弹性部件26和第二弹性部件27。
本体21可以包括相背设置的第一表面211和第二表面212,本体21的第一表面211为本体21朝向集流件10的表面,本体21的第二表面212为本体21朝向端盖30的表面。本体21的第一表面211凹设有容置腔213,容置腔213自本体21的第一表面211向本体21的第二表面212凹陷,容置腔213能够收容至少部分集流件10,如集流件10的第二连接部12。容置腔213可以包括朝向集流件10的底壁214,底壁214相对于第一表面211凹陷设置。
具体为,本体21可以包括底座215和挡墙216,底座215可以呈圆盘状,挡墙216沿底座215的周向环绕连接于底座215的边缘,挡墙216可以与底座215配合围设出容置腔213。挡墙216设有缺口2161,缺口2161沿挡墙216的厚度方向贯穿挡墙216,缺口2161与容置腔213连通。此设置下,缺口2161能够作为供集流件10的第二连接部12伸入容置腔213的通道口,使集流件10的第二连接部12可以容置于容置腔213内。而当集流件10的第二连接部12位于容置腔213内时,挡墙216的缺口2161还可以提供一定的集流件10的弯折部弯折的空间,使集流件10的弯折部能够容置于其内。
请结合参阅图10和图11,图10是图4所示的端盖组件100的绝缘件20处于第一状态时的又一角度的一种结构示意图,图11是沿图10所示的剖切线A-A剖切所得的剖面示意图。
本体21设有第一极柱通孔217、第一安装孔218和第二安装孔219。第一极柱通孔217可以位于本体21的中心区域,第一极柱通孔217沿本体21的厚度方向贯穿本体21(具体为贯穿容置腔213的底壁214和本体21的第二表面212),第一极柱通孔217与容置腔213连通,第一极柱通孔217用于供极柱60穿过。第一安装孔218位于第一极柱通孔217的一侧,第一安装孔218与第一极柱通孔217间隔设置,第一安装孔218沿本体21的厚度方向贯穿本体21(具体为贯穿容置腔213的底壁214和本体21的第二表面212),第一安装孔218用于安装第一弹性部件26。第一安装孔218沿本体21的厚度方向贯穿本体21,第一安装孔218包括位于底壁214的第一边2181,第一安装孔218具有第一中心轴线C1。第二安装孔219位于第一极柱通孔217的另一侧,第二安装孔219与第一极柱通孔217间隔设置,第二安装孔219沿本体21的厚度方向贯穿本体21(具体为贯穿容置腔213的底壁214和本体21的第二表面212),第二安装孔219用于安装第二弹性部件27。第二安装孔219包括位于底壁214的第二边2191,第二安装孔219具有第二中心轴线C2。示例性地,第一边2181和第二边2191可以为椭圆形、圆形或方形等。第一安装孔218的第一中心轴线C1与第二安装孔219的第二中心轴线C2可以对称设置在第一极柱通孔217的两侧。
请再次参阅图8,第三凸部22和第四凸部23可以设于容置腔213的底壁214,并对称设置于第一极柱通孔217、第一安装孔218和第二安装孔219的两侧。第三凸部22位于容置腔213内,第三凸部22连接至容置腔213的底壁214,第三凸部22相对于容置腔213的底壁214凸出设置。具体为,第三凸部22位于底座215和挡墙216围设出的容置腔213内,第三凸部22凸设于底座215并与挡墙216连接。示例性地,第三凸部22相对于底壁214的凸出高度可以小于容置腔213的凹陷深度。第三凸部22可以为栅栏结构、柱体等。具体为,第三凸部22可以包括多个第一孔221,多个第一孔221间隔设置,以使第三凸部22形成栅格状的栅栏结构。每一第一孔221均沿第三凸部22的厚度方向贯穿第三凸部22,每一第一孔221均露出容置腔213的底壁214,第一孔221可以呈扇形。
第四凸部23位于容置腔213内,第四凸部23连接至容置腔213的底壁214,第四凸部23相对于容置腔213的底壁214凸出设置。具体为,第四凸部23位于底座215和挡墙216围设出的容置腔213内,第四凸部23凸设于底座215并与挡墙216连接。示例性地,第四凸部23相对于底壁214的凸出高度可以小于容置腔213的凹陷深度。第四凸部23可以为栅栏结构、柱体等。具体为,第四凸部23可以包括多个第二孔231,多个第二孔231间隔设置,以使第四凸部23形成栅格状的栅栏结构。每一第二孔231均沿第四凸部23的厚度方向贯穿第四凸部23,每一第二孔231均露出容置腔213的底壁214,第二孔231可以呈扇形。
加强结构24可以凸设于容置腔213的底壁214,并与第三凸部22和第四凸部23连接。加强结构24可以包括第一加强筋241和多个第二加强筋242。第一加强筋241位于容置腔213内,第一加强筋241连接至容置腔213的底壁214,第一加强筋241相对于容置腔213的底壁214凸出设置,第一加强筋241环绕设置在第一极柱通孔217的外围。多个第二加强筋242沿第一加强筋241的周向间隔设置,多个第二加强筋242呈辐射状设置在第一加强筋241的外围并与第一安装孔218和第二安装孔219间隔设置。第二加强筋242的一端可以与第一加强筋241连接,第二加强筋242的另一端可以与第三凸部22或第四凸部23或挡墙216连接。
止挡结构25可以包括第一部分251和第二部分252。第一部分251位于第一极柱通孔217和第一安装孔218之间,第一部分251与第一加强筋241和两个第二加强筋242连接,第一部分251呈直线形。第二部分252位于第一极柱通孔217和第四凸部23之间,第二部分252与两个第二加强筋242连接,第二部分252呈折线形。通过设置第一部分251和第二部分252,并使第一部分251和第二部分252分布在第一极柱通孔217的外围,能够使第一部分251和第二部分252作为限位集流件10的第二连接部12的限位结构,而与集流件10的第二连接部12抵持,使集流件10的第二连接部12能够保持因稳定的抵持关系而保持位置固定不发生晃动。
请结合参阅图8、图10和图11,第一弹性部件26连接至本体21,第一弹性部件26相对于容置腔213的底壁214凸出设置,第一弹性部件26相对于本体21的第二表面212凹陷设置,第一弹性部件26用于与集流件10的第二连接部12接触,具体可以与第二连接部12的第二子部122接触。示例性地,第一弹性部件26可以与本体21一体成型。
第一弹性部件26可以包括多个第一支撑件261,多个第一支撑件261沿第一边2181的周向依次排列,多个第一支撑件261的延伸方向相交并均相对于底壁214凸出设置。示例性地,第一支撑件261的数量可以为六个,六个第一支撑件261沿第一边2181的周向依次排列。第一支撑件261可以呈花瓣状。
第一支撑件261可以包括第一端262、第二端263、第一侧壁265和第二侧壁266。第一端262为第一支撑件261中与本体21连接的一端,第二端263为第一支撑件261中远离本体21的自由端。第一端262与第一边2181连接,第二端263靠近第一中心轴线C1。第一端262相对于容置腔213的底壁214的凸出高度小于第二端263相对于容置腔213的底壁214的凸出高度。第一侧壁265为第一支撑件261中的一个侧壁,第二侧壁266为第一支撑件261中的另一个侧壁。第一侧壁265的延伸方向和第二侧壁266的延伸方向相交设置。相邻的两个第一支撑件261中,一个第一支撑件261的第一侧壁265和另一个第一支撑件261的第二侧壁266相邻设置。示例性地,第一端262的宽度大于第二端263的宽度,从而使第一支撑件261可以呈现第一端262宽度大而第二端263宽度小的瓣状设置。
请结合参阅图8、图10和图11、图12、图13和图14,图12是图4所示的端盖组件100的绝缘件20处于第二状态时的一角度的一种结构示意图,图13是图4所示的端盖组件100的绝缘件20处于第二状态时的另一角度的一种结构示意图,图14是沿图13所示的剖切线B-B剖切所得的剖面示意图。
绝缘件20可以包括第一状态、第二状态和第三状态,第一状态可以为绝缘件20未受跌落、撞击等强外力压迫的正常使用状态,第二状态可以为绝缘件20受跌落、撞击等强外力压迫时的最终缓冲状态,第二状态可以为绝缘件20受跌落、撞击等强外力压迫时的缓冲过渡状态。如图8、图10和图11所示,当绝缘件20处于第一状态时,相邻两个第一支撑件261中,一个第一支撑件261的第一侧壁265和另一个第一支撑件261的第二侧壁266彼此分离,两个第一支撑件261的第二端263分离设置,第一弹性部件26可以呈敞开状。如图12、图13和图14所示,当绝缘件20处于第二状态时,相邻两个第一支撑件261中,一个第一支撑件261的第一侧壁265和另一个第一支撑件261的第二侧壁266相互抵接,两个第一支撑件261的第二端263相互接触,第一弹性部件26可以呈封闭状。绝缘件20处于第三状态时,相邻两个第一支撑件261中,一个第一支撑件261的部分第一侧壁265和另一个第一支撑件261的部分第二侧壁266相互接触,两个第一支撑件261的第二端263分离设置,第一弹性部件26可以呈敞开状与封闭状之间的中间状态。
可以理解的是,在储能装置中,绝缘件20、集流件10和电芯可以依次设置。在集流件10折叠之前,第一弹性部件26为第一状态,第一弹性部件26中各第一支撑件261之间为分离间隔状态,使得第一弹性部件26为敞开结构。而集流件10折叠之后,集流件10的第二连接部12与第一弹性部件26抵接,第一弹性部件26在集流件10的挤压作用力下,朝向容置腔213的底壁214方向挤压变形,使得相邻两个第一支撑件261之间的间距缩小,此时第一弹性部件26仍处于第一状态,相邻的两个第一支撑件261的至少部分分离设置,相邻的两个第一支撑件261之间仍处于分离间隔状态,相邻的两个第一支撑件261之间的间隙区域能够作为走气间隙而供电芯产生的气体通过。
当发生意外跌落、撞击时,集流件10会因受到电芯的冲击力,而进一步挤压绝缘件20的第一弹性部件26,第一弹性部件26受力的作用而由第一状态切换至第三状态再切换至第二状态。此时第一弹性部件26接近或者直接闭合,以使第一弹性部件26为封闭结构。而在跌落、撞击所带来的冲击力消失后,集流件10受重力和惯性的作用而还原至接近原状态,此时第一弹性部件26也还原至不闭合预留一定走气间隙的第一状态,形成电芯产气的走气通道。
也即为,在储能装置遭受意外跌落、撞击等情况时,集流件10会受电芯的挤压力而进一步对第一弹性部件26施加压力,使多个第一支撑件261的状态发生改变,第一弹性部件26由具有走气间隙的敞开状态变更为无走气间隙的封闭状态,从而可以活塞式的推动气体至端盖30的防爆阀80位置处,便于防爆阀80开阀,有效提高电池的安全性。而在外力冲击结束后第一弹性部件26又可还原至具有走气间隙的敞开状态,从而能够便于电芯的排气,使得第一弹性部件26兼具走气和缓冲的双重性能,可靠性较佳。
另外,通过在本体21上设置第一弹性部件26。一方面,第一弹性部件26可以在集流件10弯折时抵接集流件10,避免集流件10的弯折部因过度弯折而突破金属的疲劳极限发生断裂,影响储能装置的使用寿命、造成储能装置失效等的问题的发生。另一方面,集流件10的弯折部易在储能装置意外跌落或振动时断裂,通过设置第一弹性部件26,可以使第一弹性部件26有效支撑集流件10,有利于使集流件10在振动或跌落时仍能够保持结构稳定,有效降低集流件10的弯折部因跌落或振动而断裂的风险,可靠性佳。
请结合参阅图8、图10和图11,绝缘件20处于第一状态时,相邻两个第一支撑件261的第一端262可以相互连接或者分离设置,相邻两个第一支撑件261的第二端263间隔设置。相邻两个第一支撑件261之间的间隙区域形成一个第一流道264,多个第一流道264相互连通。此设置下,多个第一支撑件261的第一端262能够彼此连接而串连为一个整体,从而在受外力挤压时,多个第一支撑件261可以共同分担外力,使各个第一支撑件261的所受力更为一致和平衡,避免因受力不平衡而造成第一弹性部件26缓冲性能减弱的问题发生。而多个第一支撑件261的第二端263彼此分离,能够使相邻两个第一支撑件261之间会形成一个可供走气的第一流道264,有利于推动电芯产生的气体通过第一流道264而排至端盖30的防爆阀80处。
请结合参阅图12、图13和图14,绝缘件20处于第二状态时,相邻两个第一支撑件261相互抵接,以使第一弹性部件26为封闭结构或近似封闭结构。此设置下,相邻两个第一支撑件261之间因相互抵接而紧密设置,多个第一支撑件261可以配合形成一个不存在走气间隙的第一弹性部件26,使得第一弹性部件26具有较好的强度和结构稳定性,更有利于推动气体。
如图11所示,绝缘件20处于第一状态时,第二端263相对于容置腔213的底壁214的凸出高度为第一高度H1。示例性地,第一高度H1的高度范围在2.5mm-3.5mm(包括端点值2.5mm和3.5mm)的范围内。可以理解的是,如果将第一高度H1设置的过小,会导致第一弹性部件26的状态发生变化时,没有足够的活动空间以支持第一弹性部件26的变形。而如果将第一高度H1设置的过大,会导致绝缘件20与集流件10的第二连接部12之间的距离过大,不仅不利于两者之间的连接关系,还会造成储能装置内部空间的浪费。
如图14所示,绝缘件20处于第二状态时,第一弹性部件26相对于容置腔213的底壁214的凸出高度为第二高度H2。示例性地,第二高度H2的高度范围在1mm-2mm(包括端点值1mm和2mm)的范围内。可以理解的是,如果将第二高度H2设置的过小,会导致第一弹性部件26处于第二状态时,第一弹性部件26过于贴近容置腔213的底壁214,使得第一弹性部件26的缓冲效果减弱。如果将第二高度H2设置的过大,会导致绝缘件20与集流件10的第二连接部12之间的距离过大,不仅不利于两者之间的连接关系,还会造成储能装置内部空间的浪费。
本申请的实施例中,第一高度H1大于第二高度H2。可以理解的是,集流件10折叠之前和集流件10折叠之后,第一支撑件261的第二端263均为自由态,故而第一支撑件261的第二端263具有较大的高度。而在储能装置受撞击、挤压时,集流件10受电芯的压迫而挤压多个第一支撑件261,多个第一支撑件261受压而逐渐合拢至使第一弹性部件26处于封闭状态或近似封闭状态,使得第一弹性部件26的最高点与容置腔213的底壁214之间的距离逐渐缩小,以缓冲集流件10向绝缘件20方向的运动趋势,避免集流件10的弯折部过度弯折而打破金属的疲劳极限造成集流件10断裂的问题发生,有利于延长集流件10的使用寿命。
一种可能的实施方式中,请参阅图15,图15是图4所示的端盖组件100的绝缘件20处于第一状态时的一角度的另一种结构示意图。第一侧壁265和第二侧壁266相交设置。
当绝缘件20处于第一状态时,相邻的两个第一支撑件261中,一个第一支撑件261的第一侧壁265和另一个第一支撑件261的第二侧壁266之间的间距,自第一中心轴线C1向第一边2181的方向逐渐变小。可以理解的是,通过使第一侧壁265和第二侧壁266相交设置,能够使第一支撑件261的第二端263呈现类三角形的尖齿结构。而通过使相邻两个第一支撑件261之间的间隙自第一弹性部件26的中心向第一弹性部件26的边缘递减,能够在因跌落、撞击等情况而使第一弹性部件26受集流件10的挤压时,便于第一弹性部件26中的多个第一支撑件261受力而相互聚拢从而使第一弹性部件26闭合。
本实施方式中,由于每个第一支撑件261中的一个第一侧壁265和一个第二侧壁266可以相交形成一条交线,故而多条第一支撑件261可以形成多条交线。当绝缘件20处于第二状态时,相邻两个第一支撑件261中,一个第一支撑件261的第一侧壁265和另一个第一支撑件261的第二侧壁266相互抵接,多个第一支撑件261的多条交线重合设置。可以理解的是,由于第一支撑件261的第二端263呈现类三角形的尖齿结构,从而在第一弹性部件26中的多个第一支撑件261受力而由第一状态切换至第二状态时,第一弹性部件26的闭合密封性好,更有助于推动电芯所排的气体至端盖30的防爆阀80位置处,便于防爆阀80开阀。
另一种可能的实施方式中,请结合参阅图16和图17,图16是图4所示的端盖组件100的绝缘件20处于第一状态时的一角度的又一种结构示意图,图17是图4所示的端盖组件100的绝缘件20处于第二状态时的一角度的又一种结构示意图。第一支撑件261还包括第一连接壁268,第一侧壁265的延伸方向和第二侧壁266的延伸方向相交,第一连接壁268连接在第一侧壁265和第二侧壁266之间。第一弹性部件26还包括第一盖合部269,第一盖合部269与任意一个第一支撑件261的第二端263连接。
当绝缘件20处于第一状态时,相邻的两个第一支撑件261中,一个第一支撑件261的第一侧壁265和另一个第一支撑件261的第二侧壁266之间的间距,自第一中心轴线C1向第一边2181的方向逐渐变小。可以理解的是,通过使第一侧壁265的延伸方向和第二侧壁266的延伸方向相交设置,并使第一连接壁268连接在第一侧壁265和第二侧壁266之间,能够使第一支撑件261的第二端263呈现类平角的钝齿结构。而通过使相邻两个第一支撑件261之间的间隙自第一弹性部件26的中心向第一弹性部件26的边缘递减,能够在因跌落、撞击等情况而使第一弹性部件26受集流件10的挤压时,便于第一弹性部件26中的多个第一支撑件261受力而相互聚拢从而使第一弹性部件26闭合。
本实施方式中,由于每个第一支撑件261中的一个第一侧壁265和一个第二侧壁266均通过一个第一连接壁268连接,故而多条第一支撑件261可以具有多个第一连接壁268。当绝缘件20处于第二状态时,多个第一连接壁268共同围合形成第一封顶区A1,第一盖合部269位于第一封顶区A1并与多个第二端263配合封盖第一封顶区A1。可以理解的是,由于第一支撑件261的第二端263呈现类平角的钝齿结构,从而在第一弹性部件26中的多个第一支撑件261受力而由第一状态切换至第二状态时,有效防止因第一支撑件261的自由端端部为尖角而在挤压过程中划伤集流件10,可靠性较佳。而通过设置第一盖合部269,更有助于在多个第一支撑件261相互抵接时,盖合第一弹性部件26而使第一弹性部件26具有较佳的密闭性能,有利于推动电芯所排的气体至端盖30的防爆阀80位置处,便于防爆阀80开阀。
又一种可能的实施方式中,与第一种实施方式或第二种实施方式不同的是,第一支撑件261还包括至少一个第一凸部和至少一个第一凹部,至少一个第一凸部和至少一个第一凹部连接至第一侧壁265和第二侧壁266,至少一个第一凸部和至少一个第一凹部交错设置。当绝缘件20处于第二状态时,相邻的两个第一支撑件261中,一个第一支撑件261的第一凸部与另一个第一支撑件261的第一凹部配合连接,一个第一支撑件261的第一凹部与另一个第一支撑件261的第一凸部配合连接。此设置下,相邻两个第一支撑件261之间可以是曲面锯齿状配合,有利于增大相邻两个第一支撑件261之间的接触面积,使相邻两个第一支撑件261能够更为紧密的抵接,具有较佳的连接性能。
请结合参阅图8、图10和图11,第二弹性部件27连接至本体21,第二弹性部件27相对于容置腔213的底壁214凸出设置,第二弹性部件27相对于本体21的第二表面212凹陷设置,第二弹性部件27用于与集流件10的第二连接部12接触,具体可以与第二连接部12的第一子部121接触。示例性地,第二弹性部件27可以与本体21一体成型。
第二弹性部件27可以包括多个第二支撑件271,多个第二支撑件271沿第二边2191的周向依次排列,多个第二支撑件271的延伸方向相交并均相对于底壁214凸出设置。示例性地,第二支撑件271的数量可以为六个,六个第二支撑件271沿第二边2191的周向依次排列。第二支撑件271可以呈花瓣状。
第二支撑件271可以包括第三端272、第四端273、第三侧壁275和第四侧壁276。第三端272为第二支撑件271中与本体21连接的一端,第四端273为第二支撑件271中远离本体21的自由端。第三端272与第二边2191连接,第四端273靠近第一中心轴线C1。第三端272相对于容置腔213的底壁214的凸出高度小于第四端273相对于容置腔213的底壁214的凸出高度。第三侧壁275为第二支撑件271中的一个侧壁,第四侧壁276为第二支撑件271中的另一个侧壁。第三侧壁275的延伸方向和第四侧壁276的延伸方向相交设置。相邻的两个第二支撑件271中,一个第二支撑件271的第三侧壁275和另一个第二支撑件271的第四侧壁276相邻设置。示例性地,第三端272的宽度大于第四端273的宽度,从而使第二支撑件271可以呈现第三端272宽度大而第四端273宽度小的瓣状设置。
如图8、图10和图11所示,绝缘件20处于第一状态时,相邻两个第二支撑件271中,一个第二支撑件271的第三侧壁275和另一个第二支撑件271的第四侧壁276的部分彼此分离,两个第二支撑件271的第四端273分离设置,第二弹性部件27可以呈敞开状。如图10、图11和图12所示,绝缘件20处于第二状态时,相邻两个第二支撑件271中,一个第二支撑件271的第三侧壁275和另一个第二支撑件271的第四侧壁276相互抵接,两个第二支撑件271的第四端273相互接触,第二弹性部件27可以呈封闭状。绝缘件20处于第三状态时,相邻两个第二支撑件271中,一个第二支撑件271的部分第三侧壁275和另一个第二支撑件271的部分第四侧壁276相互接触,两个第一支撑件261的第四端273分离设置,第二弹性部件27可以呈敞开状与封闭状之间的中间状态。
可以理解的是,在储能装置中,绝缘件20、集流件10和电芯可以依次设置。在集流件10折叠之前,第二弹性部件27为第一状态,第二弹性部件27中各第二支撑件271之间为分离间隔状态,使得第二弹性部件27为敞开结构。而集流件10折叠之后,集流件10的第二连接部12与第二弹性部件27抵接,第二弹性部件27在集流件10的挤压作用力下,朝向容置腔213的底壁214方向挤压变形,使得相邻两个第二支撑件271之间的间距缩小,此时第二弹性部件27仍处于第一状态,相邻的两个第二支撑件271的至少部分分离设置,相邻的两个第二支撑件271之间仍处于分离间隔状态,相邻的两个第二支撑件271之间的间隙区域能够作为走气间隙而供电芯产生的气体通过。
当发生意外跌落、撞击时,集流件10会因受到电芯的冲击力,而进一步挤压绝缘件20的第二弹性部件27,第二弹性部件27受力的作用而由第一状态切换至第三状态再切换至第二状态,此时第二弹性部件27接近或者直接闭合,以使第二弹性部件27为封闭结构。而在跌落、撞击所带来的冲击力消失后,集流件10受重力和惯性的作用而还原至接近原状态,此时第二弹性部件27也还原至不闭合预留一定走气间隙的第一状态,形成电芯产气的走气通道。
也即为,在储能装置遭受意外跌落、撞击等情况时,集流件10会受电芯的挤压力而进一步对第二弹性部件27施加压力,使多个第二支撑件271的状态发生改变,第二弹性部件27由具有走气间隙的敞开状态变更为无走气间隙的封闭状态,从而可以活塞式的推动气体至端盖30的注液通孔32处,便于电芯的排气,有效提高电池的安全性。而在外力冲击结束后第二弹性部件27又可还原至具有走气间隙的敞开状态,从而能够便于电芯的排气,使得第二弹性部件27兼具走气和缓冲的双重性能,可靠性较佳。
另外,通过在本体21上设置第二弹性部件27。一方面,第二弹性部件27可以在集流件10弯折时抵接集流件10,避免集流件10的弯折部因过度弯折而突破金属的疲劳极限发生断裂,影响储能装置的使用寿命、造成储能装置失效等的问题的发生。另一方面,集流件10的弯折部易在储能装置意外跌落或振动时断裂,通过设置第二弹性部件27,可以使第二弹性部件27有效支撑集流件10,有利于使集流件10在振动或跌落时仍能够保持结构稳定,有效降低集流件10的弯折部因跌落或振动而断裂的风险,可靠性佳。
请结合参阅图8、图10和图11,绝缘件20处于第一状态时,相邻两个第二支撑件271的第三端272可以相互连接或者分离设置,相邻两个第二支撑件271的第四端273间隔设置。相邻两个第二支撑件271之间的间隙区域形成一个第二流道274,多个第二流道274相互连通。此设置下,多个第二支撑件271的第三端272能够彼此连接而串连为一个整体,从而在受外力挤压时,多个第二支撑件271可以共同分担外力,使各个第二支撑件271的所受力更为一致和平衡,避免因受力不平衡而造成第二弹性部件27缓冲性能减弱的问题发生。而多个第二支撑件271的第四端273彼此分离,能够使相邻两个第二支撑件271之间会形成一个可供走气的第二流道274,有利于推动电芯产生的气体通过第二流道274而排至端盖30的防爆阀80处。
请结合参阅图12、图13和图14,绝缘件20处于第二状态时,相邻两个第二支撑件271相互抵接,以使第二弹性部件27为封闭结构或近似封闭结构。此设置下,相邻两个第二支撑件271之间因相互抵接而紧密设置,多个第二支撑件271可以配合形成一个不存在走气间隙的第二弹性部件27,使得第二弹性部件27具有较好的强度和结构稳定性,更有利于推动气体。
如图11所示,绝缘件20处于第一状态时,第四端273相对于容置腔213的底壁214的凸出高度为第三高度H3。示例性地,第三高度H3的高度范围在2.5mm-3.5mm(包括端点值2.5mm和3.5mm)的范围内。可以理解的是,如果将第三高度H3设置的过小,会导致第二弹性部件27的状态发生变化时,没有足够的活动空间以支持第二弹性部件27的变形。而如果将第三高度H3设置的过大,会导致绝缘件20与集流件10的第二连接部12之间的距离过大,不仅不利于两者之间的连接关系,还会造成储能装置内部空间的浪费。
如图14所示,绝缘件20处于第二状态时,第二弹性部件27相对于容置腔213的底壁214的凸出高度为第四高度H4。示例性地,第四高度H4的高度范围在1mm-2mm(包括端点值1mm和2mm)的范围内。可以理解的是,如果将第四高度H4设置的过小,会导致第二弹性部件27处于第二状态时,第二弹性部件27过于贴近容置腔213的底壁214,使得第二弹性部件27的缓冲效果减弱。如果将第四高度H4设置的过大,会导致绝缘件20与集流件10的第二连接部12之间的距离过大,不仅不利于两者之间的连接关系,还会造成储能装置内部空间的浪费。
本申请的实施例中,第三高度H3大于第四高度H4。可以理解的是,集流件10折叠之前和集流件10折叠之后,第二支撑件271的第四端273均为自由态,故而第二支撑件271的第四端273具有较大的高度。而在储能装置受撞击、挤压时,集流件10受电芯的压迫而挤压多个第二支撑件271,多个第二支撑件271受压而逐渐合拢至使第二弹性部件27处于封闭状态或近似封闭状态,使得第二弹性部件27的最高点与容置腔213的底壁214之间的距离逐渐缩小,以缓冲集流件10向绝缘件20方向的运动趋势,避免集流件10的弯折部过度弯折而打破金属的疲劳极限造成集流件10断裂的问题发生,有利于延长集流件10的使用寿命。
在一种可能的应用场景中,第一弹性部件26的第一中心轴线C1和第二弹性部件27的第二中心轴线C2可以对称设置于第一极柱通孔217的两侧,在绝缘件20处于第一状态时,第一高度H1可以与第三高度H3相同。在绝缘件20处于第二状态时,第二高度H2可以与第四高度H4相同。此设置下,可以实现对集流件10支撑的一致性,使得集流件10在振动或跌落时结构稳定性更强。
一种可能的实施方式中,请参阅图15,第三侧壁275和第四侧壁276相交设置。当绝缘件20处于第一状态时,相邻的两个第二支撑件271中,一个第二支撑件271的第三侧壁275和另一个第二支撑件271的第四侧壁276之间的间距,自第二中心轴线C2向第二边2191的方向逐渐变小。可以理解的是,通过使第三侧壁275和第四侧壁276相交设置,能够使第二支撑件271的第四端273呈现类三角形的尖齿结构。而通过使相邻两个第二支撑件271之间的间隙自第二弹性部件27的中心向第二弹性部件27的边缘递减,能够在因跌落、撞击等情况而使第二弹性部件27受集流件10的挤压时,便于第二弹性部件27中的多个第二支撑件271受力而相互聚拢从而使第二弹性部件27闭合。
本实施方式中,由于每个第二支撑件271中的一个第三侧壁275和一个第四侧壁276可以相交形成一条交线,故而多条第二支撑件271可以形成多条交线。当绝缘件20处于第二状态时,相邻两个第二支撑件271中,一个第二支撑件271的第三侧壁275和另一个第二支撑件271的第四侧壁276相互抵接,多个第二支撑件271的多条交线重合设置。可以理解的是,由于第二支撑件271的第四端273呈现类三角形的尖齿结构,从而在第二弹性部件27中的多个第二支撑件271受力而由第一状态切换至第二状态时,第二弹性部件27的闭合密封性好,更有助于推动电芯所排的气体至端盖30的防爆阀80位置处,便于防爆阀80开阀。
另一种可能的实施方式中,请结合参阅图16和图17,第二支撑件271还包括第二连接壁278,第三侧壁275的延伸方向和第四侧壁276的延伸方向相交,第二连接壁278连接在第三侧壁275和第四侧壁276之间。第二弹性部件27还包括第二盖合部279,第二盖合部279与任意一个第二支撑件271的第四端273连接。
当绝缘件20处于第一状态时,相邻的两个第二支撑件271中,一个第二支撑件271的第三侧壁275和另一个第二支撑件271的第四侧壁276之间的间距,自第二中心轴线C2向第二边2191的方向逐渐变小。可以理解的是,通过使第三侧壁275的延伸方向和第四侧壁276的延伸方向相交设置,并使第二连接壁278连接在第三侧壁275和第四侧壁276之间,能够使第二支撑件271的第四端273呈现类平角的钝齿结构。而通过使相邻两个第二支撑件271之间的间隙自第二弹性部件27的中心向第二弹性部件27的边缘递减,能够在因跌落、撞击等情况而使第二弹性部件27受集流件10的挤压时,便于第二弹性部件27中的多个第二支撑件271受力而相互聚拢从而使第二弹性部件27闭合。
本实施方式中,由于每个第二支撑件271中的一个第三侧壁275和一个第四侧壁276均通过一个第二连接壁278连接,故而多条第二支撑件271可以具有多个第二连接壁278。当绝缘件20处于第二状态时,多个第二连接壁278共同围合形成第二封顶区A2,第二盖合部279位于第二封顶区A2并与多个第四端273配合封盖第二封顶区A2。可以理解的是,由于第二支撑件271的第四端273呈现类平角的钝齿结构,从而在第二弹性部件27中的多个第二支撑件271受力而由第一状态切换至第二状态时,有效防止因第二支撑件271的自由端端部为尖角而在挤压过程中划伤集流件10,可靠性较佳。而通过设置第二盖合部279,更有助于在多个第二支撑件271相互抵接时,盖合第二弹性部件27而使第二弹性部件27具有较佳的密闭性能,有利于推动电芯所排的气体至端盖30的防爆阀80位置处,便于防爆阀80开阀。
又一种可能的实施方式中,与第一种实施方式或第二种实施方式不同的是,第二支撑件271还包括至少一个第二凸部和至少一个第二凹部,至少一个第二凸部和至少一个第二凹部连接至第三侧壁275和第四侧壁276,至少一个第二凸部和至少一个第二凹部交错设置。当绝缘件20处于第二状态时,相邻的两个第二支撑件271中,一个第二支撑件271的第二凸部与另一个第二支撑件271的第二凹部连接,一个第二支撑件271的第二凹部与另一个第二支撑件271的第二凸部连接。此设置下,相邻两个第二支撑件271之间可以是曲面锯齿状配合,有利于增大相邻两个第二支撑件271之间的接触面积,使相邻两个第二支撑件271能够更为紧密的抵接,具有较佳的连接性能。
请再次参阅图5,端盖30设有第二极柱通孔31、注液通孔32和防爆阀通孔33。第二极柱通孔31、注液通孔32和防爆阀通孔33均沿端盖30的厚度方向贯穿端盖30。第二极柱通孔31可以位于端盖30的中心区域,注液通孔32和防爆阀通孔33可以分别位于第二极柱通孔31的两侧,注液通孔32的中心轴线和防爆阀通孔33中心轴线可以关于第二极柱通孔31对称设置。端盖30的第二极柱通孔31与绝缘件20的第一极柱通孔217连通。第一弹性部件26在端盖30上的正投影覆盖防爆阀通孔33,第二弹性部件27在端盖30上的正投影覆盖注液通孔32。此设置下,第一缓冲格结构可以与防爆阀通孔33对应设置,第二弹性部件27可以与注液通孔32对应设置,便于电芯产生的气体通过排至端盖30的防爆阀80和注液通孔32处,利于电芯的排气。
在储能装置的组装过程中,首先,会将集流件10的第二连接部12卡接于绝缘件20的容置腔213内,此时集流件10的第二连接部12会先与绝缘件20的第一弹性部件26抵接;其次,进行集流件10的第二连接部12与极柱60的法兰部铆接固定的工序;接着,直接进行第二连接部12的第一次折弯工序和集流件10的第二连接部12与第一连接部11的连接处的二次折弯工序。其中,第一次折弯工序时集流件10与第一弹性部件26抵接,第二次折弯工序时,集流件10与第二弹性部件27抵接。集流件10折叠完成之后,集流件10的第一连接部11与电芯基本重叠设置,整个集流件10与第一弹性部件26和第二弹性部件27抵接。之后集流盘的第一连接部11与电芯的极耳焊接固定;最后,将电芯放入圆柱形壳体的开口中,端盖组件100盖合壳体的开口并焊接密封,以完成储能装置的装配。
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。
Claims (13)
1.一种端盖组件,其特征在于,所述端盖组件包括:
集流件,所述集流件包括第一连接部、第二连接部和弯折部,所述第一连接部和所述第二连接部在所述端盖组件的厚度方向依次设置,所述弯折部弯折连接在所述第一连接部与第二连接部之间;
绝缘件,所述绝缘件包括本体和用于与所述第二连接部接触的第一弹性部件,
所述本体包括朝向所述集流件的第一表面,所述第一表面凹设有容置腔,所述容置腔用于容置所述第二连接部,所述容置腔包括朝向所述集流件的底壁,所述底壁设有第一安装孔,所述第一安装孔沿所述本体的厚度方向贯穿所述本体,所述第一安装孔包括位于所述底壁的第一边,所述第一安装孔具有第一中心轴线;及
所述第一弹性部件包括多个第一支撑件,多个所述第一支撑件沿所述第一边的周向依次排列,多个所述第一支撑件的延伸方向相交并均相对于所述底壁凸出设置,所述第一支撑件包括第一端、第二端、第一侧壁和第二侧壁,所述第一端与所述第一边连接,所述第二端靠近所述第一中心轴线,所述第一侧壁的延伸方向和所述第二侧壁的延伸方向相交,相邻的两个所述第一支撑件中,一个所述第一支撑件的所述第一侧壁和另一个所述第一支撑件的所述第二侧壁相邻设置;
所述绝缘件包括第一状态和第二状态;
所述绝缘件处于所述第一状态时,相邻两个所述第一支撑件中,一个所述第一支撑件的所述第一侧壁和另一个所述第一支撑件的所述第二侧壁彼此分离,两个所述第一支撑件的所述第二端分离设置;
所述绝缘件处于所述第二状态时,相邻两个所述第一支撑件中,一个所述第一支撑件的所述第一侧壁和另一个所述第一支撑件的所述第二侧壁相互抵接,两个所述第一支撑件的所述第二端相互接触。
2.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述绝缘件处于所述第一状态时,相邻两个所述第一支撑件之间的间隙区域形成一个第一流道,多个所述第一流道相互连通。
3.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述绝缘件还包括第三状态,所述绝缘件处于所述第三状态时,相邻两个所述第一支撑件中,一个所述第一支撑件的部分所述第一侧壁和另一个所述第一支撑件的部分所述第二侧壁相互接触,两个所述第一支撑件的所述第二端分离设置。
4.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述绝缘件处于所述第一状态时,所述第二端相对于所述底壁的凸出高度为第一高度;
所述绝缘件处于所述第二状态时,所述第二端相对于所述底壁的凸出高度为第二高度;
所述第一高度大于所述第二高度。
5.根据权利要求4所述的端盖组件,其特征在于,所述第一高度的高度范围在2.5mm-3.5mm的范围内。
6.根据权利要求4所述的端盖组件,其特征在于,所述第二高度的高度范围在1mm-2mm的范围内。
7.根据权利要求2-6任一项所述的端盖组件,其特征在于,所述第一侧壁和所述第二侧壁相交形成一条交线,所述绝缘件处于所述第二状态时,多条所述第一支撑件的交线重合。
8.根据权利要求2-6任一项所述的端盖组件,其特征在于,所述第一支撑件还包括第一连接壁,所述第一连接壁连接在所述第一侧壁和所述第二侧壁之间;
所述第一弹性部件还包括第一盖合部,所述第一盖合部与任意一个所述第二端连接;
所述绝缘件处于所述第二状态时,多个所述第一连接壁围合形成第一封顶区,所述第一盖合部封盖所述第一封顶区。
9.根据权利要求2-6任一项所述的端盖组件,其特征在于,所述第一支撑件还包括至少一个第一凸部和至少一个第一凹部,至少一个所述第一凸部和至少一个所述第一凹部形成于所述第一侧壁和所述第二侧壁,至少一个所述第一凸部和至少一个所述第一凹部交错设置;
所述绝缘件处于所述第二状态时,相邻的两个所述第一支撑件中,一个所述第一支撑件的所述第一凸部与另一个所述第一支撑件的所述第一凹部配合连接,一个所述第一支撑件的所述第一凹部与另一个所述第一支撑件的所述第一凸部配合连接。
10.根据权利要求2-6任一项所述的端盖组件,其特征在于,所述底壁还设有第二安装孔,所述第二安装孔沿所述本体的厚度方向贯穿所述本体,所述第二安装孔与所述第一安装孔间隔设置,所述第二安装孔包括位于所述底壁的第二边,所述第二安装孔具有第二中心轴线;
所述绝缘件还包括用于与所述第二连接部接触的第二弹性部件,所述第二弹性部件包括多个第二支撑件,多个所述第二支撑件沿所述第二边的周向依次排列,多个所述第二支撑件的延伸方向相交并均相对于所述底壁凸出设置,所述第二支撑件包括第三端、第四端、第三侧壁和第四侧壁,所述第三端与所述第二边连接,所述第四端靠近所述第二中心轴线,所述第三侧壁的延伸方向和所述第四侧壁的延伸方向相交,相邻的两个所述第二支撑件中,一个所述第二支撑件的所述第三侧壁和另一个所述第二支撑件的所述第四侧壁相邻设置;
所述绝缘件处于所述第一状态时,相邻两个所述第二支撑件中,一个所述第二支撑件的所述第三侧壁和另一个所述第二支撑件的所述第四侧壁的部分彼此分离,两个所述第二支撑件的所述第四端分离设置;
所述绝缘件处于所述第二状态时,相邻两个所述第二支撑件中,一个所述第二支撑件的所述第三侧壁和另一个所述第二支撑件的所述第四侧壁相互抵接,两个所述第二支撑件的所述第四端相互接触。
11.根据权利要求10所述的端盖组件,其特征在于,所述端盖组件还包括端盖,所述端盖与所述绝缘件层叠设置,所述端盖位于所述绝缘件背离所述集流件的一侧,所述端盖设有注液通孔和防爆阀通孔;
所述第一弹性部件在所述端盖上的正投影覆盖所述防爆阀通孔,所述第二弹性部件在所述端盖上的正投影覆盖所述注液通孔。
12. 一种储能装置,其特征在于,包括电芯和如权利要求 1-11任一项所述的端盖组件,所述集流件的第一连接部与所述电芯电连接。
13.一种储能系统,其特征在于,包括负载和如权利要求12所述的储能装置,所述储能装置用于为所述负载供电。
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