CN209496928U - 一种电池模组 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种电池模组,包括:箱体,具有内腔;电池单元排列结构,电池单元排列结构包括沿长度方向排列的多个电池单元;支撑部件,固定于电池单元排列结构沿高度方向的一侧;其中,电池模组包括至少两个电池单元排列结构以及至少两个支撑部件,至少两个电池单元排列结构沿宽度方向排列并且分别与至少两个支撑部件对应设置;电池单元排列结构和支撑部件位于内腔内。在电池模组的装配过程中,该支撑部件起到支撑电池单元的作用,从而提高电池单元排列结构的刚性,以便于将其装入箱体,且各电池单元之间的电连接可在箱体外部进行,从而不受箱体内腔空间的影响,具有操作方便、连接可靠性高的优点。

Description

一种电池模组
【技术领域】
本申请涉及储能器件技术领域,尤其涉及一种电池模组。
【背景技术】
电池模组包括箱体和位于箱体内部的多个电池单元,其中,箱体用于容纳电池单元,并为电池单元提供支撑。装配时,首先将电池单元放置于箱体的内腔中,然后进行各电池单元的电连接和采样线的焊接,即上述电池单元的电连接和采样线焊接过程只能在箱体内腔中进行,不仅操作不便,还容易受到箱体的影响导致连接可靠性不高。
【实用新型内容】
有鉴于此,本申请实施例提供了一种电池模组,用以解决现有技术中电池模组装配过程中操作不便、连接可靠性较低的问题。
本申请实施例提供了一种电池模组,所述电池模组包括:
箱体,具有内腔;
电池单元排列结构,所述电池单元排列结构包括沿长度方向排列的多个电池单元;
支撑部件,固定于所述电池单元排列结构沿高度方向的一侧;
其中,所述电池模组包括至少两个所述电池单元排列结构以及至少两个所述支撑部件,至少两个所述电池单元排列结构沿宽度方向排列并且分别与至少两个所述支撑部件对应设置;
所述电池单元排列结构和所述支撑部件位于所述内腔内。
优选地,所述支撑部件为平板结构;
所述箱体具有至少两个凹陷部,至少两个所述支撑部件分别位于对应的所述凹陷部内。
优选地,所述凹陷部的深度大于或等于所述支撑部件的厚度。
优选地,所述箱体具有两个所述凹陷部,两个所述凹陷部沿宽度方向布置,所述箱体具有沿宽度方向相对设置的两端部;
相邻所述凹陷部之间形成第一凸棱,所述凹陷部与对应的所述端部之间形成第二凸棱;
所述电池单元排列结构与对应的所述第一凸棱和所述第二凸棱均相抵。
优选地,所述电池模组包括至少两个水冷板,所述水冷板为所述支撑部件。
优选地,沿宽度方向,所述电池单元与箱体的侧壁之间的距离小于10mm。
优选地,所述电池单元排列结构包括第一电池单元排列结构和第二电池单元排列结构,其中,所述第一电池单元排列结构包括多个所述电池单元和第一汇流排,所述第二电池单元排列结构包括多个所述电池单元和第二汇流排;
所述第一汇流排设置于所述第一电池单元排列结构沿宽度方向的一侧,所述第二汇流排设置于所述第二电池单元排列结构沿宽度方向的一侧。
优选地,所述电池单元包括壳体、盖板和电极端子,所述壳体与所述盖板固定连接,所述电极端子设置于所述盖板,所述电极端子用于与对应的汇流排相连;
所述第一电池单元排列结构的所述电极端子朝向所述第二电池单元排列结构,和/或,所述第二电池单元排列结构的所述电极端子朝向所述第一电池单元排列结构。
优选地,所述电池单元包括壳体、盖板和电极端子,所述壳体与所述盖板固定连接,所述电极端子设置于所述盖板,所述电极端子用于与对应的汇流排相连;
所述第一电池单元排列结构的所述电极端子背向所述第二电池单元排列结构,和/或,所述第二电池单元排列结构的所述电极端子背向所述第一电池单元排列结构。
优选地,所述电池单元还包括位于所述壳体内部的电极组件;
所述电极组件包括第一极片、第二极片和隔膜,所述隔膜位于所述第一极片与所述第二极片之间;
所述第一极片、所述第二极片和所述隔膜卷绕成型,且所述电极组件的外表面包括两个扁平面,两个所述扁平面沿高度方向相对设置;或者,
所述第一极片、所述隔膜和所述第二极片沿高度方向层叠。
优选地,所述电池单元排列结构与所述支撑部件之间设有粘结剂,所述电池单元排列结构通过所述粘接剂固定于所述支撑部件。
优选地,沿高度方向,所述箱体包括上箱体和下箱体,所述下箱体位于所述上箱体的下方;
所述凹陷部设置于所述下箱体。
本申请中,该电池模组设置有支撑部件,当电池模组装配时,在将电池单元装入箱体之前,在箱体外侧,将各电池单元与支撑部件固定,从而通过支撑部件对各电池单元提供支撑,并将各电池单元电连接,形成电池单元排列结构,最后将该电池单元排列结构放入箱体的内腔中,实现电池模组的装配。在电池模组的装配过程中,该支撑部件起到支撑电池单元的作用,从而提高电池单元排列结构的刚性,以便于将其装入箱体。
基于电池模组的上述结构,该电池模组无需采用现有技术中的装配方式,各电池单元之间的电连接可在箱体外部进行,从而不受箱体内腔空间的影响,具有操作方便、连接可靠性高的优点。
【附图说明】
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例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它的附图。
图1为本申请所提供电池模组在一种具体实施例中的结构示意图;
图2为图1的侧视图;
图3为图1的爆炸图;
图4为图3中下箱体的结构示意图;
图5为图3中电池单元排列结构的爆炸图;
图6为图5中电池单元的爆炸图;
图7为图6中电极组件在第一种具体实施例中的A-A向剖视图;
图8为图6中电极组件在第二种具体实施例中的A-A向剖视图。
附图标记:
1-箱体;
11-下箱体;
111-底板;
111a-凹陷部;
111b-第一凸棱;
111c-第二凸棱;
112-第一连接部;
12-上箱体;
121-顶板;
122-第二连接部;
2-电池单元排列结构;
21-支撑部件;
22-电池单元;
221-电极组件;
221a-第一极片;
221b-第二极片;
221c-隔膜;
222-壳体;
222a-第一表面;
222b-第二表面;
222c-第三表面;
223-盖板;
223a-第一电极端子;
223b-第二电极端子;
224-转接片;
23-第一电池单元排列结构;
231-第一汇流排;
24-第二电池单元排列结构;
241-第二汇流排。
【具体实施方式】
为了更好的理解本申请的技术方案,下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
应当明确,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解,本文中使用的术语“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:单独存在A,同时存在A和B,单独存在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。
需要注意的是,本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的,不应理解为对本申请实施例的限定。此外,在上下文中,还需要理解的是,当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时,其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”,也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
请参考附图1~8,其中,图1为本申请所提供电池模组在一种具体实施例中的结构示意图;图2为图1的侧视图;图3为图1的爆炸图;图4为图3中下箱体的结构示意图;图5为图3中电池单元排列结构的爆炸图;图6为图5中电池单元的爆炸图;图7为图6中电极组件在第一种具体实施例中的A-A向剖视图;图8为图6中电极组件在第二种具体实施例中的A-A向剖视图。
本申请实施例提供一种电池模组,如图3所示,该电池模组包括箱体1,该具有内腔;该电池模组还包括电池单元排列结构2,其中,该电池单元排列结构2包括沿长度方向X排列的多个电池单元22。
需要说明的是,本文中的“长度方向”指的是电池单元排列结构2中与电池单元22的排列方向相同的方向,当电池单元22的排列方向改变时,长度方向所指的方向随之改变,例如,如图5所示,当各电池单元22沿Y方向排列时,长度方向指的是图5中的Y方向。因此,“长度方向”等方位词不应视为对本申请保护范围的绝对限定。
同时,如图5所示,该电池模组还包括支撑部件21,该支撑部件21固定于电池单元排列结构2沿高度方向Z的一侧,该电池模组包括至少两个电池单元排列结构2以及至少两个支撑部件21,至少两个电池单元排列结构2沿宽度方向Y排列,并且分别与至少两个支撑部件21对应设置,该电池单元排列结构2和支撑部件21 位于箱体1的内腔内。
本申请中,该电池模组设置有支撑部件21,当电池模组装配时,在将电池单元22装入箱体1之前,首先将各电池单元22与支撑部件21固定,从而通过支撑部件21对各电池单元22提供支撑,然后将各电池单元22电连接,形成电池单元排列结构2,最后将该电池单元排列结构2放入箱体1的内腔中,实现电池模组的装配。在电池模组的装配过程中,该支撑部件21起到支撑电池单元22的作用,从而提高电池单元排列结构2的刚性,以便于将其装入箱体1。
基于电池模组的上述结构,该电池模组无需采用现有技术中的装配方式,各电池单元22之间的电连接可在箱体1外部进行,从而不受箱体1内腔空间的影响,具有操作方便、连接可靠性高的优点。
其中,图3所示的实施例中,该箱体1包括固定连接的上箱体12和下箱体11,且上箱体12包括顶板121与第二连接部122,下箱体11包括底板111与第一连接部 112,其中,该上箱体12与下箱体11之间通过第一连接部112和第二连接部122固定连接,且二者固定连接后围成箱体1的内腔。
具体地,如图5所示,该支撑部件21为平板结构,各电池单元22固定于支撑部件21的板面。同时,如图4所示,该箱体1具有至少两个凹陷部111a,至少两个支撑部件21分别位于对应的凹陷部111a内。
如图3所示的实施例中,该凹陷部111a设置于下箱体11的底板111。当然,该凹陷部111a也可设置于上箱体12的顶板121,
本实施例中,当支撑部件21位于箱体1的凹陷部111a内时,能够降低电池单元排列结构2装入箱体1内腔后的高度,从而降低电池模组高度方向Z的尺寸,提高电池模组的能量密度。
其中,凹陷部111a的深度大于或等于支撑部件21的厚度,使得全部的支撑部件21能够位于该凹陷部111a内,从而进一步提高电池模组沿高度方向Z的尺寸,提高能量密度。
在一种具体实施例中,如图4所示,该箱体1具有两个凹陷部111a,两个凹陷部111a沿宽度方向Y布置,且相邻凹陷部111a之间形成第一凸棱111b;同时,箱体1具有沿宽度方向Y相对设置的两端部,凹陷部111a与对应的端部之间形成第二凸棱111c。因此,当支撑部件21位于凹陷部111a内时,该电池单元排列结构2 沿宽度方向Y的两端与第一凸棱111b和第二凸棱111c相抵,两凸棱能够起到支撑电池单元排列结构2的作用,提高电池单元排列结构2与箱体1内壁的接触面积,从而提高电池单元排列结构2在箱体1中的稳定性。
同时,本实施例中,支撑部件21沿宽度方向Y的尺寸小于电池单元22沿宽度方向Y的尺寸,即电池单元22固定于支撑部件21时,该电池单元22沿宽度方向Y 的至少一端伸出支撑部件21,且伸出的部分与第一凸棱111b和/或第二凸棱111c 相抵。且当支撑部件21沿宽度方向Y的尺寸较小时,还能够降低支撑部件21的重量,提高电池模组的能量密度。
另外,当凹陷部111a的深度与支撑部件21的厚度相等时,该支撑部件21位于凹陷部111a后,其上端面与两凸棱的端面平齐,此时,该电池单元排列结构22与箱体1之间的接触面积最大,稳定性最好。
具体地,如图3和图4所示,该凹陷部111a具有底壁,该底壁朝向箱体1的外侧凸出,从而使得该底壁的厚度与箱体1其他部位的厚度大致相同,保证该凹陷部111a具有较高的强度和刚度。
以上各实施例中,该电池模组包括至少两个水冷板,该水冷板内部具有流体通道,冷却液在该流体通道内流通,以便与电池单元22换热,实现电池单元22 的冷却,同时,该水冷板为上述支撑部件21。
本实施例中,该水冷板不仅用于冷却电池单元22,还能够用于为电池单元 22提供支撑,以便于电池单元排列结构2转运和电池模组的装配,因此无需另外设置其他结构作为支撑部件,减少电池模组的部件数量,从而提高电池模组的能量密度。
另一方面,以上各实施例中,沿宽度方向Y,该电池单元22与箱体1的侧壁之间的距离小于10mm,即该电池单元22与箱体1的侧壁之间无设置侧板,因此,与现有的电池包相比,本申请中的电池单元22与箱体1的侧壁之间无侧板设置,从而能够进一步提高电池模组的能量密度。
优选地,电池单元22与箱体1的侧壁相抵,本实施例中,电池单元22与箱体 1的侧壁相抵时,能够进一步限制电池单元22沿宽度方向的运动,提高电池单元排列结构2在箱体1中的稳定性。
当然,本申请中,沿宽度方向Y,该电池单元22与箱体1的侧壁之间也可不相抵,即二者之间具有间隙。由于支撑部件21位于箱体1的凹陷部111a内,该凹陷部111a能够限制支撑部件21沿宽度方向Y运动,从而能够通过凹陷部111a间接限制电池单元22沿宽度方向Y运动,因此,即使电池单元22与箱体1的侧壁之间不接触,也可实现电池单元22沿宽度方向Y的限位。
以上各实施例中,如图3所示,该电池模组可包括两个电池单元排列结构2,分别为第一电池单元排列结构23和第二电池单元排列结构24,如图4所示,第一电池单元排列结构2包括多个电池单元22和第一汇流排231,且第一汇流排231沿长度方向X延伸并与各电池单元22电连接,第二电池单元排列结构24包括多个电池单元22和第二汇流排241,且第二汇流排241沿长度方向X延伸并与各电池单元 22电连接。该电池模组中,汇流排用于实现各电池单元22之间的电连接,连接方式可为串联、并联或混联。
其中,如图5所示,第一汇流排231设置于第一电池单元排列结构23沿宽度方向Y的一侧,第二汇流排241设置于第二电池单元排列结构24沿宽度方向Y的一侧。
因此,如图3所示,在电池模组中,电池单元22的电连接结构(包括汇流排和电极端子等)位于电池模组的宽度方向Y,未占用电池模组沿高度方向Z的空间,从而能够减小电池模组高度方向Z的尺寸,能够适用于高度方向空间有限的安装环境。
具体地,如图6所示,该电池单元22包括壳体222、盖板223和电极端子,电极端子包括第一电极端子223a和第二电极端子223b,两电极端子中,一者为电池单元22的正极端子,另一者为电池单元22的负极端子。该壳体222与盖板223固定连接,电极端子设置于盖板223,该电极端子用于与对应的汇流排电连接。如图 1~3所示的实施例中,第一电池单元排列结构23的电极端子朝向第二电池单元排列结构24,和/或,第二电池单元排列结构24的电极端子朝向第一电池单元排列结构23。壳体222可以是金属材质或塑胶材质。当壳体222为金属材质时,电池单元22还包括绝缘层,绝缘层覆盖壳体222的外表面,以使壳体222和箱体1绝缘。优选地,绝缘层厚度小于1mm。
在另一实施例中(图中未示出),第一电池单元排列结构23的电极端子背向第二电池单元排列结构24,和/或,第二电池单元排列结构24的电极端子背向第一电池单元排列结构23。
以上两实施例均能够实现各电池单元22之间的电连接,但是,当第一电池单元排列结构23的电极端子朝向第二电池单元排列结构24、第二电池单元排列结构24的电极端子朝向第一电池单元排列结构23时,两汇流排之间的距离较小,且两电池单元排列结构2的电极端子之间的距离也较小,从而能够方便地实现电连接,并能够提高电池模组的能量密度。
其中,如图6所示,该电池单元22还包括位于壳体222内部的一个或多个电极组件221,该电池单元22的电极端子与极耳之间通过转接片224电连接,且该电极组件221包括第一极片221a、第二极片221b和隔膜221c,其中,第一极片221a 与第二极片221b中,一者为正极片,另一者为负极片,隔膜221c位于第一极片221a 与第二极片221b之间,用于实现两极片之间的绝缘。
该电池单元22的壳体222为具有开口的六面体结构,具体包括第一表面222a、第二表面222b和第三表面222c,其中,第一表面222a与第二表面222b沿电池模组的高度方向Z相对设置,即该第一表面222a和第二表面222b即为以上所述的电池单元的侧面,二者的面积较大,第三表面222c与电池模组的长度方向X垂直。
图7所示的实施例中,该电极组件221为卷绕式结构,其中第一极片221a、第二极片221b和隔膜221c均为带状结构,电极组件221成型时,第一极片221a、第二极片221b和隔膜221c依次层叠并卷绕两圈以上,使得该电极组件221为扁平结构。
本实施例中,如图7所示,该电极组件221的外表面包括两个扁平面,且两个扁平面沿高度方向Z相对设置,即该电极组件221的扁平面与壳体222的第一表面 222a相对设置,该扁平面大致平行于卷绕轴线,且为电极组件221中面积最大的面,大于该电极组件221沿长度方向X分布的两窄平面的面积。本申请中,该扁平面并非必须为严格的平面。
图8所示的另一实施例中,该电极组件221为叠片式结构,电极组件221成型时,第一极片221a、第二极片221b和隔膜221c依次层叠放置,且层叠方向与电池模组的高度方向Z相同。
以上两实施例中,电极组件221在充放电过程中沿极片的厚度方向发生膨胀,具体地,图7所示的卷绕式电极组件221中,沿垂直于扁平面的方向(高度方向Z) 膨胀力最大,在图8所示的叠片式电极组件221中,沿第一极片221a、第二极片 221b和隔膜221c层叠方向(高度方向Z)膨胀力最大,同时,该电池单元排列结构2中,各电池单元22沿长度方向X排列,即电池单元排列结构2沿长度方向X的尺寸大于电池单元排列结构2沿高度方向Z的尺寸,因此,本申请中电池单元22 的布置方式使得最大膨胀力的方向与电池单元22的排列方向垂直,从而能够避免电池单元22在沿长度方向X上产生大的膨胀力。
另外,如上所述,在图7所示的电极组件221中,面积最大的面为垂直于高度方向Z的面,同样地,图8所示的电极组件221中,面积最大的面也为垂直于高度方向Z的面,相应地,电池单元22中壳体222面积最大的面为第一表面222a(垂直于高度方向Z的表面),因此,该电池模组中,电池单元22的面积最大的表面与支撑部件21固定,二者之间具有较大的接触面积,从而能够提高电池单元22与支撑部件21的连接可靠性。
进一步地,该电池单元排列结构2与支撑部件21之间设有粘结剂,各电池单元22通过粘接剂固定于支撑部件21。
如上所述,该电池单元22中,沿高度方向Z,电极组件221的膨胀力最大,因此,在该膨胀力的作用下,能够压紧电池单元22与支撑部件21,从而提高二者粘连的可靠性。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种电池模组,其特征在于,所述电池模组包括:
箱体(1),具有内腔;
电池单元排列结构(2),所述电池单元排列结构(2)包括沿长度方向(X)排列的多个电池单元(22);
支撑部件(21),固定于所述电池单元排列结构(2)沿高度方向(Z)的一侧;
其中,所述电池模组包括至少两个所述电池单元排列结构(2)以及至少两个所述支撑部件(21),至少两个所述电池单元排列结构(2)沿宽度方向(Y)排列并且分别与至少两个所述支撑部件(21)对应设置;
所述电池单元排列结构(2)和所述支撑部件(21)位于所述内腔内。
2.根据权利要求1所述的电池模组,其特征在于,所述支撑部件(21)为平板结构;
所述箱体(1)具有至少两个凹陷部(111a),至少两个所述支撑部件(21)分别位于对应的所述凹陷部(111a)内。
3.根据权利要求2所述的电池模组,其特征在于,所述凹陷部(111a)的深度大于或等于所述支撑部件(21)的厚度。
4.根据权利要求2所述的电池模组,其特征在于,所述箱体(1)具有两个所述凹陷部(111a),两个所述凹陷部(111a)沿宽度方向(Y)布置,所述箱体(1)具有沿宽度方向(Y)相对设置的两端部;
相邻所述凹陷部(111a)之间形成第一凸棱(111b),所述凹陷部(111a)与对应的所述端部之间形成第二凸棱(111c);
所述电池单元排列结构(2)与对应的所述第一凸棱(111b)和所述第二凸棱(111c)均相抵。
5.根据权利要求1所述的电池模组,其特征在于,所述电池模组包括至少两个水冷板,所述水冷板为所述支撑部件(21)。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的电池模组,其特征在于,沿宽度方向(Y),所述电池单元(22)与箱体(1)的侧壁之间的距离小于10mm。
7.根据权利要求1~5中任一项所述的电池模组,其特征在于,所述电池单元排列结构(2)包括第一电池单元排列结构(23)和第二电池单元排列结构(24),其中,所述第一电池单元排列结构(23)包括多个所述电池单元(22)和第一汇流排(231),所述第二电池单元排列结构(24)包括多个所述电池单元(22)和第二汇流排(241);
所述第一汇流排(231)设置于所述第一电池单元排列结构(23)沿宽度方向(Y)的一侧,所述第二汇流排(241)设置于所述第二电池单元排列结构(24)沿宽度方向(Y)的一侧。
8.根据权利要求7所述的电池模组,其特征在于,所述电池单元(22)包括壳体(222)、盖板(223)和电极端子,所述壳体(222)与所述盖板(223)固定连接,所述电极端子设置于所述盖板(223),所述电极端子用于与对应的汇流排相连;
所述第一电池单元排列结构(23)的所述电极端子朝向所述第二电池单元排列结构(24),和/或,所述第二电池单元排列结构(24)的所述电极端子朝向所述第一电池单元排列结构(23)。
9.根据权利要求7所述的电池模组,其特征在于,所述电池单元(22)包括壳体(222)、盖板(223)和电极端子,所述壳体(222)与所述盖板(223)固定连接,所述电极端子设置于所述盖板(223),所述电极端子用于与对应的汇流排相连;
所述第一电池单元排列结构(23)的所述电极端子背向所述第二电池单元排列结构(24),和/或,所述第二电池单元排列结构(24)的所述电极端子背向所述第一电池单元排列结构(23)。
10.根据权利要求8所述的电池模组,其特征在于,所述电池单元(22)还包括位于所述壳体(222)内部的电极组件(221);
所述电极组件(221)包括第一极片(221a)、第二极片(221b)和隔膜(221c),所述隔膜(221c)位于所述第一极片(221a)与所述第二极片(221b)之间;
所述第一极片(221a)、所述第二极片(221b)和所述隔膜(221c)卷绕成型,且所述电极组件(221)的外表面包括两个扁平面,两个所述扁平面沿高度方向(Z)相对设置;或者,
所述第一极片(221a)、所述隔膜(221c)和所述第二极片(221b)沿高度方向(Z)层叠。
11.根据权利要求10所述的电池模组,其特征在于,所述电池单元排列结构(2)与所述支撑部件(21)之间设有粘结剂,所述电池单元排列结构(2)通过所述粘结剂固定于所述支撑部件(21)。
12.根据权利要求2~4中任一项所述的电池模组,其特征在于,沿高度方向(Z),所述箱体(1)包括上箱体(12)和下箱体(11),所述下箱体(11)位于所述上箱体(12)的下方;
所述凹陷部(111a)设置于所述下箱体(11)。
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