CN217485607U - 电池水密密封结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种电池水密密封结构，其包括：第一构件；第二构件，覆盖所述第一构件；密封垫，位于所述第一构件和所述第二构件之间；组装硬件，固定到在所述第一构件中形成的孔；以及配对组装硬件，通过在所述第二构件中形成的孔与所述组装硬件组装在一起，并且由此对所述第一构件、所述第二构件以及位于所述第一构件和所述第二构件之间的所述密封垫进行紧固，其中，所述组装硬件的位于所述第一构件与所述第二构件之间的部分的高度被配置为支撑所述密封垫的压缩极限。根据本实用新型的电池水密密封结构减少了生产周期和生产成本，并且有效地阻止湿气被引入到电池中。

Description

电池水密密封结构
技术领域
本实用新型涉及一种用于电动车辆的电池，并且更具体地，涉及使用组装硬件来改善电池的水密密封的技术。
背景技术
在电动车辆、机动车辆和各种其他领域中使用密封垫来进行电池的水密密封。
图1A是用于电池的水密密封的密封垫的示意图。在电池壳体2中设置有密封垫3，并且在组装时压缩由橡胶制成的密封垫3以阻挡水渗透路径(水密密封作用)。然而，在仅使用密封垫3的情况下，由于密封垫3无法牢固地固定，因此存在水密密封劣化的风险，从而在使用密封垫3的同时将金属制成的多个衬套1联接到密封垫3。
图1B是用来联接至用于电池的水密密封的密封垫的衬套1的示例性视图。装配在密封垫3中并且由钢制成的衬套1支撑由于紧固组装硬件时的扭矩而产生的轴向力。通常，衬套1的形状是柱形形状，该衬套具有形成在其上表面和下表面上的凸缘4和4'，这些凸缘装配在密封垫3中，并且该衬套具有形成在其中央的中空部5，使得组装硬件穿过该中空部。
实用新型内容
支撑由于紧固扭矩而产生的轴向力的衬套联接至密封垫，但是密封垫和衬套不是一体的，并且因此衬套应当以手动方式强制装配在密封垫中。这增加了生产周期和生产成本，并且当密封垫移动时，衬套通常会分离，从而导致质量问题。此外，当组装硬件(螺栓、螺母等)被拧紧和松开若干次时，衬套的凸缘部分(固定到橡胶密封垫的部分)可能弯曲，这导致密封垫(橡胶材料)的损坏和永久变形。由于该问题，组装硬件的紧固扭矩松开，无法确保密封垫的压缩，并且因此湿气可能流入到电池中。
因此，本实用新型的目的是提出一种解决这些问题的电池水密密封结构。
根据本实用新型的电池水密密封结构包括：第一构件；第二构件，覆盖所述第一构件；密封垫，位于所述第一构件和所述第二构件之间；组装硬件，固定到在所述第一构件中形成的孔；以及配对组装硬件，通过在所述第二构件中形成的孔与所述组装硬件组装在一起，并且由此对所述第一构件、所述第二构件以及位于所述第一构件和所述第二构件之间的所述密封垫进行紧固，其中，所述组装硬件的位于所述第一构件与所述第二构件之间的部分的高度被配置为支撑所述密封垫的压缩极限。
优选地，所述组装硬件包括预埋螺栓。
优选地，所述组装硬件包括预埋螺母。
优选地，所述组装硬件包括盲孔螺栓。
优选地，所述组装硬件包括盲孔螺母。
优选地，所述密封垫包括朝向所述组装硬件延伸的延伸部。
优选地，所述第一构件是由钢、铝和合成树脂中的一种制成的。
优选地，所述第一构件包括用于电动车辆的电池系统组件的壳体，并且所述第二构件包括所述电池系统组件的盖。
优选地，所述第一构件包括用于电动车辆的电池系统组件的盖，并且所述第二构件包括所述电池系统组件的维修窗盖。
优选地，当所述配对组装硬件被组装在所述第一构件与所述第二构件之间时，所述组装硬件的位于所述第一构件与所述第二构件之间的部分的高度被配置为对抗轴向力来支撑所述垫圈的压缩极限。
根据本实用新型，由于在密封垫中不使用衬套，所以省去了联接密封垫和衬套的过程，从而减少了生产周期和生产成本，并且解决了在移动密封垫时产生缺陷的问题。
此外，因为将衬套从密封垫移除，所以即使在组装硬件(紧固螺栓和紧固螺母)被多次拧紧和松开的情况下密封垫也不会损坏和变形，从而使得密封垫的压缩被加强，并且因此有效地阻止湿气被引入到电池中。
通过参照附图在下面描述的具体实施方式，本实用新型将变得更加清楚。
附图说明
通过参照附图详细描述本实用新型的示例性实施方式，本实用新型的以上和其他目的、特征和优点对本领域普通技术人员而言将变得更加显而易见，在附图中：
图1A是用于电池的水密密封的密封垫的示意图；
图1B是用于联接至密封垫的衬套的示例性视图；
图2是根据相关技术的用于电动车辆的电池系统的分解图；
图3A和图3B是插入安装在图2的壳体10上的预埋螺栓11和预埋螺母12的详细视图；
图4示出了衬套31装配在图2的密封垫30中的状态；
图5是图2至图4的部件组装在一起的状态的截面图；
图6是根据相关技术的用于电动车辆的另一个电池系统组件(BSA)的组装图；
图7是存在于图6的盖20中的维修窗40的分解图；
图8是图6的盖20的其中压配合有盲孔螺母42的部分的详细视图；
图9示出了衬套46装配在图6的密封垫43中的状态；
图10是图6至图9的部件组装在一起的状态的截面图；
图11是示出了根据本实用新型的实施方式的电池水密密封结构的截面图；
图12是示出了根据图11的修改实施方式的电池水密密封结构的截面图；
图13是示出了根据本实用新型的另一个实施方式的电池水密密封结构的截面图；
图14是示出了根据图13的修改实施方式的电池水密密封结构的截面图；以及
图15是修改实施方式的视图，其中根据图13的实施方式的盲孔螺母被替换为盲孔螺栓111。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细地描述本实用新型的示例性实施方式。参考下面结合附图详细描述的实施方式，本实用新型的优点和特征将变得显而易见。在本说明书中使用的术语旨在描述实施方式并不旨在限制本实用新型。在本说明书中，除非特别提及，否则单数形式也包括复数形式。本文中使用的术语“包括”或“包含”不排除存在或添加除了上述部件、步骤、操作和/或元件之外的一个或多个其他部件、步骤、操作和/或元件。
图2是根据实例的用于电动车辆的电池系统组件(BSA)的分解图。
电池安装在由合成树脂或金属(钢、铝等)制成的壳体10的空间中，并且用由合成树脂或金属等制成的盖20来覆盖。在盖20固定到壳体10之前，将由橡胶制成的密封垫30装配在它们之间，并且在盖20中形成紧固螺栓21和/或紧固螺母22，该紧固螺栓和/或紧固螺母是通过通孔紧固的组装硬件。为了对紧固螺栓21和/或紧固螺母22进行紧固，围绕壳体10插入模制多个组装硬件，例如，预埋螺栓11和/或预埋螺母12。此外，在每个紧固螺栓21或预埋螺栓11穿过的位置处在密封垫30中装配有衬套(见图4)，该衬套由钢制成以在螺栓连接期间支撑由于紧固扭矩而产生的轴向力。
图3A和图3B是插入安装在壳体10上的预埋螺栓11和预埋螺母12的详细视图。当盖20被组装到壳体10时，作为配对组装硬件的紧固螺栓21和紧固螺母22被紧固到预埋螺栓11和预埋螺母12。在图2的实施方式中，举例说明了在一个BSA中使用预埋螺栓11和预埋螺母12两者，但是本实用新型不限于此。
图4示出了衬套31装配在密封垫30中的状态。在由橡胶制成的密封垫30中形成的孔(紧固螺栓21和预埋螺栓11的通孔)是用弹性力来进行加宽，并且由钢制成并且在其上表面和下表面上形成有凸缘的中空柱形的衬套31(如图1B所示)以强制装配的方式联接至该孔。
图5是图2至图4中描述的部件组装在一起的状态的详细截面图。在BSA的壳体10中插入模制预埋螺栓11，并且衬套31装配在密封垫30中。因此，密封垫30的上部部分与其上方的盖20的下表面接触，并且密封垫30的下部部分与其下方的BSA的壳体10的上表面接触，以实现水密密封作用。
在此，衬套31的上凸缘部与其上方的盖20的下表面接触，并且衬套31的下凸缘部与其下方的预埋螺栓11的嵌入式凸缘13接触。因此，如上概述中所述，当紧固螺母22与预埋螺栓11之间的紧固重复若干次时，衬套31的凸缘部发生变形(例如，弯曲)，并且密封垫30可能损坏或永久变形。因此，紧固螺母22与预埋螺栓11之间的紧固可能由于扭矩而引起松动(标记A)，并且无法确保密封垫的压缩，并且因此湿气可能流入到电池中(标记B)。
图6是根据相关技术的用于电动车辆的另一个BSA的组装视图。电池安装在盖20与位于下侧处的壳体10之间的空间中。在图6中，标号40是打开或关闭的维修窗，使得可以在不完全拆卸BSA的情况下修复特定部分。
图7是位于由钢或铝挤压材料制成的盖20中的维修窗40的分解图。由橡胶制成的密封垫43覆盖在穿过盖20的维修窗孔41的周围，维修窗盖44覆盖在密封垫43上，并且多个紧固螺栓45穿过形成在维修窗盖44中的贯穿孔被紧固。为了紧固这些紧固螺栓45，在维修窗孔41的周围压配合有多个盲孔螺母42。此外，在每个螺栓穿过的位置处在密封垫43中装配有衬套(见图9)，该衬套由钢制成以对抗在紧固螺栓时的扭矩所产生的轴向力而支撑密封垫43的上压缩极限和下压缩极限。
图8是维修窗盖44的其中压配合有盲孔螺母42的详细视图。左侧是维修窗盖44的俯视图，右侧是维修窗盖44的仰视图。在维修窗盖44中可以压配合有盲孔螺栓(下面描述)而不是盲孔螺母42。
图9示出了衬套46装配在密封垫43中的状态。在由橡胶制成的密封垫43中形成的螺栓通孔利用弹性力而进行加宽，并且由钢制成并且在其上表面和下表面上形成有凸缘的中空柱形的衬套46(如图1B所示)被强制装配在该孔中。
图10是图6至图9中描述的部件组装在一起的状态的详细截面图。参照图10，盲孔螺母42压配合在BSA的盖20中，并且衬套46装配在密封垫43中。因此，密封垫43的上部部分与其上方的维修窗盖44的下表面接触，并且密封垫43的下部部分与其下方的BSA的盖20的上表面接触，以实现水密密封作用。
在此，衬套46的上凸缘部与其上方的维修窗盖44的下表面接触，并且衬套46的下凸缘部与其下方的盲孔螺母42的头部凸缘47接触。因此，如以上概述中所述，当紧固螺栓45与盲孔螺母42之间的紧固重复若干次时，衬套46的凸缘部发生变形(例如弯曲)，并且密封垫43可能损坏或永久变形。因此，紧固螺栓45与盲孔螺母42之间的紧固可能由于扭矩而引起松动(标记A')，并且无法确保密封垫30的压缩，并且因此湿气可能流入到电池中(标记B')。
图11是示出了根据本实用新型的实施方式的电池水密密封结构的截面图，该电池水密密封结构是通过修改根据相关技术的基于密封垫/衬套的电池水密密封结构而获得的。本实施方式涉及在组装硬件(在本实施方式中，预埋螺栓110)插入到BSA的壳体100中并且从该壳体向上伸出的情况下的电池水密密封结构。类似于图5的情况，密封垫300装配在壳体100和盖200之间。此外，作为配对组装硬件的紧固螺母220装配在伸出以穿过盖200的通孔和密封垫300的通孔的预埋螺栓110中，并且由此来紧固密封垫300、壳体100和盖200。
然而，与相关技术不同，在本实施方式中，密封垫300不具有衬套31(该衬套在图5中示出)。相反，预埋螺栓110的位于壳体100与盖200之间的凸缘130的厚度(高度)增加，并且因此这种增加对应于位于壳体100与盖200之间的现有衬套的形式。因此，当配对组装硬件(即，紧固螺母220)被紧固时，可以克服由于衬套的凸缘结构相对较弱而导致的衬套的凸缘部变形的问题。同时，当配对组装硬件被紧固时，预埋螺栓110而不是衬套可以承受(抵消)轴向力，以支撑密封垫300的压缩极限，并且因此可以保持紧固扭矩。
此外，添加内延伸部320，使得密封垫体进一步插入到密封垫300的通孔中以围绕预埋螺栓110的凸缘130。当密封垫300被压缩在壳体100与盖200之间时，内延伸部320被进一步插入并扩展至通孔中，并且因此可接近或紧密接触预埋螺栓110的凸缘130的侧表面。此外，由于在密封垫300中没有衬套，所以壳体100与盖200之间的水密密封通过密封垫300的压缩(标记D)来完全进行，从而阻止湿气渗透到其间的对应空间(标记C)中。
图12是用于描述本实用新型的另一实施方式的视图，并且是示出了与图11的结构不同的电池水密密封结构的截面图，在该电池水密密封结构中将预埋螺母120而不是预埋螺栓110作为组装硬件来插入到壳体100中。
预埋螺母120插入到BSA的壳体100中，并且密封垫300装配在壳体100与盖200之间。此外，作为配对组装硬件的紧固螺栓210装配在预埋螺母120中以穿过盖200的通孔和密封垫300的通孔，并且由此来紧固密封垫300、壳体100和盖200。密封垫300的水密密封作用及其效果的改善与图11的情况相似。即，不存在现有的衬套，衬套被预埋螺母120的位于壳体100与盖200之间的凸缘130取代，并且在密封垫300的内部形成有延伸部320。
图13是示出了根据本实用新型的另一实施方式的电池水密密封结构的截面图，该电池水密密封结构是通过修改根据相关技术的基于密封垫/衬套的电池水密密封结构而获得的。图13示出了例如可应用于图6和图7中示出的维修窗40的水密密封结构，但是本实用新型不限于此。也可以应用在壳体与盖之间具有密封垫的任何水密密封构造。
与图10中所示的相似，组装硬件(在本实施方式中，盲孔螺母103)压配合在BSA的盖101中，并且密封垫105装配在盖101和维修窗盖107之间。此外，配对组装硬件(即，螺栓109)穿过维修窗盖107的通孔和密封垫105的通孔插入到盲孔螺母103中，以紧固维修窗盖107和盲孔螺母103。
甚至在本实施方式中，密封垫105不具有衬套46(该衬套在图10中示出)。相反，盲孔螺母103的头部凸缘104的厚度(高度)增加，因此这种增加对应于位于盖101和维修窗盖107之间的现有衬套的形式。因此，当配对组装硬件(即，紧固螺栓109)被紧固时，可以克服由于衬套的凸缘结构相对较弱而导致的衬套的凸缘部变形的问题。同时，当配对组装硬件被紧固时，盲孔螺母103而不是衬套可以抵消轴向力，以支撑密封垫105的上压缩极限和下压缩极限，并且因此可以保持紧固扭矩。
此外，添加内延伸部106使得密封垫体进一步插入到密封垫105的通孔中以围绕盲孔螺母103的头部凸缘104。当密封垫105被压缩在盖101和维修窗盖107之间时，内延伸部106进一步插入并扩展至通孔中，并且因此可接近或紧密接触盲孔螺母103的头部凸缘104的侧表面。此外，由于密封垫105中没有衬套，因此盖101和维修窗盖107之间的水密密封通过密封垫105的压缩(标记D')来完全进行，从而阻止湿气渗透到其间的对应空间(标记C')中。
图14示出了由图13中的实施方式修改的实施方式，并且在盖101由铝挤材料制成并且比维修窗盖107更厚时(相反，图13示出了盖101由钢材料制成的情况)应用本实用新型的实施方式。即，示出了下侧的盖101比上侧的维修窗盖107更厚的实施方式，并且该实施方式的配置和操作原理与图13中示出的实施方式的配置和操作原理相同。
此外，图15示出了在图14的实施方式中使用的组装硬件不是盲孔螺母而是盲孔螺栓111时的实施方式。
作为组装硬件的盲孔螺栓111压配合在由铝挤压材料制成的盖101中，维修窗盖107进行覆盖使得盲孔螺栓111装配在维修窗盖中，并且作为配对组装硬件的紧固螺母113被紧固到露出的盲孔螺栓111。
类似于图13和图14的情况，代替从密封垫105移除衬套46(该衬套在图10中示出)，盲孔螺栓111的锚固凸缘112的厚度增加，使得锚固凸缘112占据盖101和维修窗盖107之间的空间。此外，使用作为配对组装硬件的紧固螺母113来紧固盖101和维修窗盖107。密封垫105的水密密封作用及其效果的改善与图13和图14的盲孔螺母103的情况相似。
根据本实用新型，由于在密封垫中不使用衬套，所以省去了联接密封垫和衬套的过程，从而减少了生产周期和生产成本，并且解决了在移动密封垫时产生缺陷的问题。
此外，因为将衬套从密封垫移除，所以即使在组装硬件(紧固螺栓和紧固螺母)被多次拧紧和松开的情况下密封垫也不会损坏和变形，从而使得密封垫的压缩被加强，并且因此有效地阻止湿气被引入到电池中。
在上文中，已经通过本实用新型的示例性实施方式详细地描述了本实用新型。然而，本实用新型所属领域的技术人员能够理解，在不改变本实用新型的技术精神或本质特征的情况下，本实用新型能够以不同于本说明书中公开的那些特定形式来实现。

Claims (10)

1.一种电池水密密封结构，其特征在于，所述电池水密密封结构包括：
第一构件；
第二构件，覆盖所述第一构件；
密封垫，位于所述第一构件和所述第二构件之间；
组装硬件，固定到在所述第一构件中形成的孔；以及
配对组装硬件，通过在所述第二构件中形成的孔与所述组装硬件组装在一起，并且由此对所述第一构件、所述第二构件以及位于所述第一构件和所述第二构件之间的所述密封垫进行紧固，
其中，所述组装硬件的位于所述第一构件与所述第二构件之间的部分的高度被配置为支撑所述密封垫的压缩极限。
2.根据权利要求1所述的电池水密密封结构，其特征在于，所述组装硬件包括预埋螺栓。
3.根据权利要求1所述的电池水密密封结构，其特征在于，所述组装硬件包括预埋螺母。
4.根据权利要求1所述的电池水密密封结构，其特征在于，所述组装硬件包括盲孔螺栓。
5.根据权利要求1所述的电池水密密封结构，其特征在于，所述组装硬件包括盲孔螺母。
6.根据权利要求1所述的电池水密密封结构，其特征在于，所述密封垫包括朝向所述组装硬件延伸的延伸部。
7.根据权利要求1所述的电池水密密封结构，其特征在于，所述第一构件是由钢、铝和合成树脂中的一种制成的。
8.根据权利要求1所述的电池水密密封结构，其特征在于，所述第一构件包括用于电动车辆的电池系统组件的壳体，并且
所述第二构件包括所述电池系统组件的盖。
9.根据权利要求1所述的电池水密密封结构，其特征在于，所述第一构件包括用于电动车辆的电池系统组件的盖，并且
所述第二构件包括所述电池系统组件的维修窗盖。
10.根据权利要求1所述的电池水密密封结构，其特征在于，当所述配对组装硬件被组装在所述第一构件与所述第二构件之间时，所述组装硬件的位于所述第一构件与所述第二构件之间的部分的高度被配置为对抗轴向力来支撑所述密封垫的压缩极限。
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