CN217788629U - 用于电池的箱体、电池以及用电装置 - Google Patents
用于电池的箱体、电池以及用电装置 Download PDFInfo
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Abstract
本申请涉及一种用于电池的箱体、电池以及用电装置。箱体包括箱本体和缓冲构件。箱本体用于容纳电池单体,箱本体沿第一方向的端部具有开口。缓冲构件和箱本体连接,缓冲构件的至少部分用于与电池单体沿第二方向重叠,缓冲构件被配置为箱体受到冲击时变形,其中,第二方向垂直于第一方向。本申请的箱体,在箱本体上设置了缓冲构件,缓冲构件可以缓解来自箱体内部或外部的压力对箱体的影响,增强了箱体的抗冲击能力和结构稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,特别是涉及用于电池的箱体、电池以及用电装置。
背景技术
电池广泛应用于各类用电装置,例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。电池通常包括电池单体和容纳电池单体的箱体。
电池在运输或使用过程中,电池的箱体可能会受到挤压,导致电池中内部结构的破坏,从而导致电池失效甚至引发安全风险。
实用新型内容
本申请提供一种用于电池的箱体、电池以及用电装置,旨在提高箱体的结构强度和抗冲击能力,从而对箱体内的构件例如电池单体进行有效防护。
第一方面,本申请提出了一种用于电池的箱体,箱体包括箱本体和缓冲构件。箱本体用于容纳电池单体,箱本体沿第一方向的端部具有开口。缓冲构件和箱本体连接,缓冲构件的至少部分用于与电池单体沿第二方向重叠,缓冲构件被配置为箱体受到冲击时变形,其中,第二方向垂直于第一方向。
由此,本申请实施例的用于电池的箱体,在箱本体上设置了缓冲构件,缓冲构件可以缓解来自箱体内部或外部的压力对箱体的影响,提高了箱体的抗冲击能力和结构稳定性。
在任意实施方式中,箱本体包括主体部和框体部。框体部与主体部连接并设置于主体部内,框体部包括多个子腔,各子腔分别用于容纳电池单体,缓冲构件设置于主体部和框体部中的至少一者上,并与子腔沿第二方向至少部分重叠。
由此,本申请实施例的缓冲构件设置在主体部和框体部的至少一者上;框体部增强了箱体的结构强度,缓冲构件设置在框体部上能够进一步增强箱体的结构强度和结构稳定性,缓冲构件设置在主体部上能够缓解箱体受到的内部或外部的压力影响,提高箱体的抗冲击能力。
在任意实施方式中,主体部包括底壁和环绕底壁设置的侧壁,底壁和侧壁连接并围合形成容纳框体部的容纳腔,缓冲构件设置于侧壁上。
由此,本申请实施例的缓冲构件设置在主体部的侧壁,能够对内部或外部的冲击压力起到较好的分散效果。
在任意实施方式中,缓冲构件包括沿第二方向彼此相对的两个缓冲部,侧壁包括沿第二方向彼此相对的两个侧部,各侧部分别对应设置有缓冲部。
由此,本申请实施例的主体部在沿第二方向两个相对的侧部上分别设置有缓冲部,能够对箱体在第二方向上的两侧均受到冲击时进行防护,增强了对箱体的防护效果。
在任意实施方式中,沿第二方向上,缓冲构件的至少部分相对于侧壁凸出以形成拱形结构。
由此,本申请实施例的主体部上形成相对于侧壁沿第二方向凸出的拱形结构,拱形结构能够把受到的压力分解成与压力同向的分力和垂直于压力方向的推力,即具有分散力的效果,拱形结构抗冲击的能力更强,从而增强箱体的抗冲击能力。
在任意实施方式中,沿第二方向上,缓冲构件的至少部分相对于侧壁朝向背离子腔的方向凸出以形成拱形结构。
由此,本申请实施例的拱形结构在第二方向上朝背离子腔的方向凸出,不仅可以降低侵占箱体的容纳空间,还能够直接承受外部冲击力,提高了箱体抗外部冲击的能力。
在任意实施方式中,侧壁在与拱形结构对应的位置形成有凹陷部;或沿第二方向上,侧壁覆盖拱形结构,且拱形结构为空心结构体。
由此,本申请实施例的拱形结构可以由主体部直接冲压形成,也可以是后期单独成型后再与主体部连接,两种成型工艺均可以在主体部上形成拱形结构,从而增强箱体的结构强度和抗冲击能力。
在任意实施方式中,拱形结构的至少部分为弧形。
由此,本申请实施例的拱形结构的至少部分为弧形,弧形结构分散力的效果更好,抗冲击的能力更强,而且结构规则,便于制造成型。
在任意实施方式中,框体部包括第一梁和第二梁,第一梁与第二梁相交并界定出多个子腔,第一梁和第二梁中的至少一者上设置有缓冲构件。
由此,本申请实施例的框体部是由第一梁和第二梁相交形成,缓冲构件设置在第一梁和/或第二梁上,能够增强框体部的结构强度,从而增强了箱体的结构强度,提高其抗冲击能力。
在任意实施方式中,缓冲构件的至少部分相对于第一梁凸出以形成拱形结构;和/或,缓冲构件的至少部分相对于第二梁凸出以形成拱形结构。
由此,本申请实施例的缓冲构件为拱形结构,其具有良好的分散力的效果,抵抗冲击的能力较强,增强了箱体的结构强度和抗冲击能力。
在任意实施方式中,子腔具有预定的长度和宽度,缓冲构件沿子腔的长度方向延伸,且缓冲构件和子腔在子腔的宽度方向上至少部分重叠,其中子腔的宽度方向平行于第二方向。
由此,本申请实施例的缓冲构件沿子腔的长度方向延伸,在长度方向设置缓冲构件可以有效增强箱体的抗变形能力并提高箱体整体的结构强度。
进一步地,在任意实施方式中,缓冲构件的几何中心位于子腔的中心线上。
由此,本申请实施例的缓冲构件居中设置于子腔的长度方向,因中心位置为产生形变量最大的位置,其作为薄弱部位,缓冲构件设置在此薄弱部位可以较大程度地提高箱体整体的抗变形能力。
在任意实施方式中,至少两个子腔在子腔的长度方向上间隔设置,缓冲构件设置为至少两个,各缓冲构件分别与其自身对应的子腔在子腔的宽度方向至少部分重叠。
由此,在本申请实施例中子腔的长度方向上,各子腔均有与其相对设置的缓冲构件,可以使在子腔长度方向上的各子腔均有缓冲构件吸收冲击,以用于保护各子腔中的电池单体。
在任意实施方式中,至少两个子腔在子腔的宽度方向上间隔设置,缓冲构件与至少两个子腔在子腔的宽度方向上至少部分重叠。
由此,本申请实施例的子腔在子腔的宽度方向上有多个,缓冲构件与宽度方向上的多个子腔相对设置,此种设置方式使缓冲构件在子腔的宽度方向上覆盖范围更大,对子腔的保护范围更大,以使箱体抗冲击的能力更强。
第二方面,本申请提供一种电池,其包括电池单体和如本申请第一方面任一实施方式的箱体。
第三方面,本申请提供一种用电装置,其包括如本申请第二方面实施方式的电池。电池用于提供电能。
附图说明
下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例提供的电池的分解示意图;
图3为本申请一些实施例提供的电池模块的结构示意图;
图4为本申请一些实施例提供的电池单体的分解示意图;
图5为本申请一些实施例提供的箱体的局部结构示意图;
图6是本申请一些实施例提供的箱体的箱本体和缓冲构件的结构示意图。
附图未必按照实际的比例绘制。
附图标记说明:
1、电池单体;
10、电极组件;
20、外壳组件;21、壳体;210、容纳空间;
22、端盖组件;221、端盖;222、电极端子;
2、电池模块;
3、电池;3a、箱体;31、盖合部;32、箱本体;
321、主体部;321a、底壁;321b、侧壁;321b’、侧部;
322、框体部;322a、子腔;322b、第一梁;322c、第二梁;
33、缓冲构件;331、缓冲部;
34、容纳腔;
4、车辆;41、控制器;42、马达;
X、第一方向;Y、第二方向;Z、长度方向。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例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他实施例,都属于本申请保护的范围。
除非另有定义,本申请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;本申请中在申请的说明书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。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中提及“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。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。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中的具体含义。
本申请中术语“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:单独存在A,同时存在A 和B,单独存在B这三种情况。另外,本申请中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件,并且为了简洁,在不同实施例中,省略对相同部件的详细说明。应理解,附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸,以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明,而不应对本申请构成任何限定。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
本申请中,电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等,本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等,本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种:柱形电池单体、方体方形电池单体和软包电池单体,本申请实施例对此也不限定。
本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如,本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体既可以作为电池单体的容纳装置,也可以对电池单体进行防护。
发明人发现,在电池的运输或使用过程中,电池的箱体可能会受到冲击力,例如外部环境给予箱体冲击力,导致箱体发生变形,而变形后的箱体可能会进一步挤压电池单体;电池单体受到外部挤压后,其内部结构可能会出现机械搭接而造成短路等,从而使得电池单体发生热失控,进而引发电池整体的安全风险,严重时甚至引发起火和爆炸等。
鉴于以上问题,发明人经过深入研究,提出了一种带有缓冲构件的电池的箱体,在遭受冲击压力时,箱体上的缓冲构件能够缓解压力对箱体的影响,提高箱体的结构强度和稳定性。当该箱体应用于电池时,箱体能够对箱体内的电池单体进行有效防护,从而有效增强电池的安全性。
本申请实施例描述的技术方案适用于包含箱体的电池以及使用电池的用电装置。
用电装置可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等;航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等;电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等;电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具,例如,电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请实施例对上述用电装置不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明,以用电装置为车辆为例进行说明。
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。
如图1所示,车辆4的内部设置有电池3,电池3可以设置在车辆4 的底部或头部或尾部。电池3可以用于车辆4的供电,例如,电池3可以作为车辆4的操作电源。
车辆4还可以包括控制器41和马达42,控制器41用来控制电池3为马达42供电,例如,用于车辆4的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在一些实施例中,电池3不仅仅可以作为车辆4的操作电源,还可以作为车辆4的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆4提供驱动动力。
图2为本申请一些实施例提供的电池的分解示意图。
如图2所示,电池3包括箱体3a和电池单体(图2未示出),电池单体容纳于箱体3a内。
箱体3a用于容纳电池单体,箱体3a可以是多种结构。在一些实施例中,箱体3a可以包括箱本体32和盖合部31,箱本体32与盖合部31相互盖合,箱本体32和盖合部31共同限定出用于容纳电池单体的容纳腔34。箱本体32可以是一端开口的空心结构,盖合部31为板状结构,盖合部31 盖合于箱本体32的开口侧,以形成具有容纳腔34的箱体3a;箱本体32 和盖合部31也均可以是一侧开口的空心结构,盖合部31的开口侧盖合于箱本体32的开口侧,以形成具有容纳腔34的箱体3a。当然,箱本体32 和盖合部31可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
为提高箱本体32与盖合部31连接后的密封性,箱本体32与盖合部 31之间也可以设置密封件,比如,密封胶、密封圈等。
假设盖合部31盖合于箱本体32的顶部,盖合部31亦可称之为上箱盖,箱本体32亦可称之为下箱体。
在电池3中,电池单体可以是一个,也可以是多个。若电池单体为多个,多个电池单体之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体3a内;当然,也可以是多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模块2,多个电池模块2再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体3a内。
图3为本申请一些实施例提供的电池模块的结构示意图。如图3所示,在一些实施例中,电池单体1为多个,多个电池单体1先串联或并联或混联组成电池模块2。多个电池模块2再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体内。
电池模块2中的多个电池单体1之间可通过汇流部件实现电连接,以实现电池模块2中的多个电池单体1的并联或串联或混联。
图4是本申请一些实施例提供的电池单体的分解示意图。
如图4所示,本申请实施例提供的电池单体1包括电极组件10和外壳组件20,电极组件10容纳于外壳组件20内。
在一些实施例中,外壳组件20还可用于容纳电解质,例如电解液。外壳组件20可以是多种结构形式。
在一些实施例中,外壳组件20可以包括壳体21和端盖组件22,壳体 21为一侧开口的空心结构,端盖组件22盖合于壳体21的开口处并形成密封连接,以形成用于容纳电极组件10和电解质的容纳空间210。
壳体21可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。壳体21的形状可根据电极组件10的具体形状来确定。比如,若电极组件10为圆柱体结构,则可选用为圆柱体壳体;若电极组件10为长方体结构,则可选用长方体壳体。
在一些实施例中,端盖组件22包括端盖221,端盖221盖合于壳体21的开口处。端盖221可以是多种结构,比如,端盖221为板状结构、一端开口的空心结构等。示例性的,在图4中,壳体21为长方体结构,端盖221为板状结构,端盖221盖合于壳体21顶部的开口处。
端盖221可以由绝缘材料(例如塑胶)制成,也可以由导电材料(例如金属)制成。当端盖221由金属材料制成时,端盖组件22还可包括绝缘件,绝缘件位于端盖221面向电极组件10的一侧,以将端盖221和电极组件10绝缘隔开。
在一些实施例中,端盖组件22还可以包括电极端子222,电极端子 222安装于端盖221上。电极端子222为两个,两个电极端子222分别定义为正极电极端子和负极电极端子,正极电极端子和负极电极端子均用于与电极组件10电连接,以输出电极组件10所产生的电能。
在另一些实施例中,外壳组件20也可以是其他结构,比如,外壳组件20包括壳体21和两个端盖组件22,壳体21为相对的两侧开口的空心结构,一个端盖组件22对应盖合于壳体21的一个开口处并形成密封连接,以形成用于容纳电极组件10和电解质的容纳空间210。在这种结构中,可以一个端盖组件22上设有两个电极端子222,而另一个端盖组件22上未设置电极端子222,也可以两个端盖组件22各设置一个电极端子222。
在电池单体1中,容纳于外壳组件20内的电极组件10可以是一个,也可以是多个。示例性的,在图4中,电极组件10为四个。
图5是本申请一些实施例提供的箱体的结构示意图。
如图5所示,箱体3a包括箱本体32和缓冲构件33。箱本体32用于容纳电池单体,箱本体32沿第一方向X的端部具有开口。缓冲构件33和箱本体32连接,缓冲构件33的至少部分用于与电池单体沿第二方向Y重叠,缓冲构件33被配置为箱体3a受到冲击时变形。第二方向Y垂直于第一方向X。
箱本体32可以具有多种形状,规则的如长方体、正方体、圆柱体等,也可以是其他不规则的形状,箱本体32的形状不应影响容纳电池单体,本申请对箱本体32的具体形状不做限制。箱本体32的制造材质也可以有多种,例如钢、铝合金、或其他复合材料等,可选地一种材质为碳纤维复合材料,其具有重量轻、强度高、抗冲击性强等优点。
缓冲构件33是指具有缓冲作用的构件,可以是缓冲垫、缓冲气囊等,也可以是一些具有特殊形状或构造的具有缓冲作用的装置。缓冲构件33 的制作材质根据承受冲击力的大小合适选取,可以在限定体积的情况下选取强度高的材料,或者在限定重量的情况下选用密度小、韧性强的材料。
箱本体32和缓冲构件33的连接方式可以有多种,比如焊接、粘接等,或者将箱本体32和缓冲构件33作为一个整体一体制造成型,箱本体32和缓冲构件33具有较高的连接强度,二者在受到冲击时不易发生脱落,本申请对具体连接方式不作限定。
在本实施例中,缓冲构件33设置在箱本体32上,在箱体3a受到冲击力的作用时,作用力传递至缓冲构件33上,缓冲构件33能够变形并缓解作用于箱本体32上的作用力,从而降低箱体3a损坏的风险,提高箱体3a 整体的结构稳定性和抗冲击能力。
箱体3a应用于电池时,缓冲构件33的至少部分用于与电池单体沿第二方向Y重叠,在电池受到外部冲击时,缓冲构件33承受外部作用力,从而能够降低与电池单体相对设置的箱本体32部分发生变形而损坏电池单体的风险,对电池单体起到良好的防护,并提高电池整体的安全性。在电池单体充放电循环过程中,电池单体内可能会积聚气体导致电池单体发生膨胀,膨胀后的电池单体可能会给予箱本体32以挤压力,在此情况下,挤压力传递至缓冲构件33上,缓冲构件33承受并分散该挤压力,从而降低该挤压力对箱本体32的影响,从而提高电池整体的结构稳定性。
图6是本申请一些实施例提供的箱体的箱本体和缓冲构件的结构示意图。
如图5和图6所示,在一些实施例中,箱本体32包括主体部321和框体部322;框体部322与主体部321连接,框体部322设置于主体部321 内,框体部322包括多个子腔322a,各子腔322a分别用于容纳电池单体,缓冲构件33设置于主体部321和框体部322中的至少一者上,并与子腔 322a沿第二方向Y至少部分重叠。
主体部321作为箱本体32的结构基础,框体部322可以是一种框架结构,框体部322作为箱本体32的支撑构件,主体部321和框体部322共同构成箱本体32,可以加强箱本体32的结构强度。主体部321和框体部 322之间可以采用多种连接方式,例如焊接、螺纹连接、粘接等,可选地一种连接方式为主体部321和框体部322之间焊接。
框体部322在材质选取上可以采用强度较高的材料,以增强箱体的结构强度,例如可以选取钢或一些其他强度高的复合材料,材料选取同时需要合理考虑材料密度,避免因框体部322自身重量过大而导致箱体的总重量偏大,在应用于电池时导致电池自身的重量过大。
在本实施例中,缓冲构件33与各子腔322a沿第二方向Y至少部分重叠,在箱体受到外部冲击力时,缓冲构件33能够有效地分散与各子腔 322a相对的冲击力,降低与各子腔322a相对设置的主体部321的变形风险,从而有效地对各子腔322a进行防护。在电池单体设置于框体部322包括的各个子腔322a中时,缓冲构件33能够对电池单体起到良好的防护作用,降低外部冲击力对电池单体造成冲击风险,提高电池整体的安全性。
缓冲构件33设置在主体部321和框体部322的至少一者上,换言之,缓冲构件33可以设置在主体部321上,或者缓冲构件33可以设置在框体部322上,或者缓冲构件33可以同时设置在主体部321和框体部322上,具体的设置位置可以结合电池的工作场景进行决定。缓冲构件33设置在主体部321上可以承受外部冲击力,也可以承受电池单体自身产生的膨胀力,从而提高箱体的抗冲击能力和自身的结构稳定性。缓冲构件33设置在框体部322上可以进一步增强箱本体32的结构强度,并且也能够承受冲击力。
如图5和图6所示,在一些实施例中,主体部321包括底壁321a和环绕底壁321a设置的侧壁321b,底壁321a和侧壁321b连接并围合形成容纳框体部322的容纳腔34,缓冲构件33设置于侧壁321b上。
在主体部321上,侧壁321b为承受外部压力的主要部位,缓冲构件 33设置在侧壁321b上,可以防范绝大多数情况下外部压力对箱体的破坏。并且,缓冲构件33设置在侧壁321b上,能够缓解电池单体的膨胀力对箱体的挤压,提高箱体的整体结构稳定性。
如图6所示,在一些实施例中,缓冲构件33包括沿第二方向Y彼此相对的两个缓冲部331,侧壁321b包括沿第二方向Y彼此相对的两个侧部 321b’,各侧部321b’分别对应设置有缓冲部331。
在本实施例中,缓冲部分别设置在两个相对的侧部321b’上,能够防护箱体在同一方向上的两侧均受力,增大了缓冲构件33对箱体的防护范围,在箱体应用于电池时,增强了对电池单体的保护效果。
如图6所示,在一些实施例中,沿第二方向Y,缓冲构件33的至少部分相对于侧壁321b凸出以形成拱形结构。
在第二方向Y上,拱形结构能够把受到的外部压力分解为与来力方向同向的分力和垂直于来力方向的推力,即具有分散力的效果,压力被分散后,其对箱体的作用效果将得到缓解,从而提高了箱体的结构强度和抗冲击能力,在箱体应用于电池时,拱形结构能够对箱体内部的电池单体进行有效防护,提高电池的安全性。
同理,当箱体受到内部的电池单体产生的膨胀压力时,拱形结构同样能够将膨胀力分散,从而减小膨胀力对箱体结构的影响,增强箱体的结构稳定性。
进一步地,沿第二方向Y,缓冲构件33的至少部分相对于侧壁321b 朝向背离子腔322a的方向凸出以形成拱形结构。
箱体在运输或使用的过程中,遭受外部冲击的概率较大,并且因外部冲击造成的箱体损坏也往往更严重,缓冲构件33沿背离子腔322a的方向凸出以形成拱形结构,能够有效防护箱体受到外部冲击的影响,提高箱体的抗冲击能力。
在箱体应用于电池时,能够有效防护电池单体受到外部冲击的影响,从而提高电池的安全性。
本申请实施例的拱形结构具有多种结构形式,示例性地,拱形结构可以由主体部321直接冲压形成,体现为:侧壁321b在与拱形结构对应的位置形成有凹陷部;也可以是后期单独制作成型后再与主体部321连接,体现为:沿第二方向Y,侧壁321b覆盖拱形结构,且拱形结构为空心结构体。两种成型工艺均可以在主体部321上形成拱形结构,并能够增强箱体的结构强度和抗冲击能力。
本实施例中的拱形结构可以为空心结构,在使箱体获得较好抗冲击能力的前提下,将拱形结构设计为空心结构还可以减轻箱体的整备质量,降低其运输或使用过程中的难度。箱体应用于电池时,能够减轻电池整体的重量,进而减小使用该电池的用电装置的载荷。
在一些实施例中,拱形结构的至少部分为弧形。
弧形作为拱形结构的一种可选地结构形式,其分散力的效果更好,抵抗冲击的能力更强,选用弧形作为拱形结构的具体结构形式,可以更好地提高箱体的结构稳定性和抗冲击能力。并且弧形的形状更规则,有利于制造成型,一定程度上可以降低制造成本。
如图6所示,在一些实施例中,框体部322包括第一梁322b和第二梁 322c,第一梁322b与第二梁322c相交并界定出多个子腔322a,第一梁 322b和第二梁322c中的至少一者上设置有缓冲构件33。
缓冲构件33可以设置在第一梁322b上,也可以设置在第二梁322c上,也可以同时设置在第一梁322b和第二梁322c上。在第一梁322b和/或第二梁322c上设置缓冲构件33,能够进一步增强框体部322的结构强度,从而提高箱体的结构强度,因此也提高了箱体的抗冲击能力。
在一些示例中,缓冲构件33可以设置于第一梁322b的预设区域中,缓冲构件33与第一梁322b的表面平齐,其缓冲性能优于第一梁322b的缓冲性能。示例性地,缓冲构件33为橡胶材质,第一梁322b为铝合金材质,在受到外部压力或内部电池单体的膨胀力时,缓冲构件33的变形能力优于第一梁322b的变形能力,缓冲构件33能够更好地分散作用力,以提高箱体整体的抗冲击能力和结构稳定性。
同样地,缓冲构件33也可以设置于第二梁322c的预设区域中,缓冲构件33与第二梁322c的表面平齐,其缓冲性能优于第二梁322c的缓冲性能。示例性地,缓冲构件33为橡胶材质,第二梁322c为铝合金材质,在受到外部压力或内部电池单体的膨胀力时,缓冲构件33的变形能力优于第二梁322c的变形能力,缓冲构件33能够更好地分散作用力,以提高箱体整体的抗冲击能力和结构稳定性。
不受限制地,在第一梁322b的预设区域和第二梁322c的预设区域可以同时设置缓冲构件33。
在另一些示例中,缓冲构件33的至少部分相对于第一梁322b凸出以形成拱形结构;和/或缓冲构件33的至少部分相对于第二梁322c凸出以形成拱形结构。
拱形结构能够将受到的压力分解为同向的分力和垂直于压力方向的推力,其具有良好的分散力的效果,抵抗冲击的能力较强,将缓冲构件33 设置为拱形结构,可以进一步增强框体部322的结构强度和抗冲击能力,从而提高箱体的结构强度和结构稳定性。
如图6所示,在一些实施例中,子腔322a具有预定的长度和宽度,缓冲构件33沿子腔322a的长度方向延伸,且缓冲构件33和子腔322a在子腔322a的宽度方向上至少部分重叠。图6中示出的子腔322a的宽度方向平行于第二方向Y,图6中示出的Z方向表示子腔322a的长度方向。
子腔322a作为腔体结构,其具有预定的长度和宽度。在受到相同的冲击力时,由于子腔322a的长度尺寸大于宽度尺寸,箱体沿子腔322a长度方向Z的部分属于更易变形的薄弱部位,在受到冲击时,箱体在子腔322a 长度方向Z的部位可能会沿子腔322a的宽度方向即Y方向发生凹陷变形,且变形程度更为严重。箱体沿子腔322a宽度方向即Y方向的部分,在受到冲击时,箱体在子腔322a宽度方向即Y方向的部位可能会沿子腔322a 的长度方向Z发生凹陷变形,其变形程度相对较轻。
在本实施例中,设置缓冲构件33沿子腔322a的长度方向Z延伸,可以提高箱体在其结构强度薄弱的部位的抗冲击能力,从而增强箱体整体的抗冲击能力和结构强度。
在箱体应用于电池时,当电池受到内部电池单体的膨胀力或外界环境的冲击力时,箱体沿子腔322a长度方向的部分发生的变形量大于其沿子腔 322a宽度方向即Y方向的部分发生的变形量,从而在子腔322a宽度方向即Y方向上对电池单体受到的损害会更严重。本申请实施例设置缓冲构件 33沿子腔的长度方向Z延伸,不仅能有效缓解内部膨胀力对箱体薄弱部位的影响,提高箱体整体的稳定性,还能防护外界冲击力冲击箱体的薄弱部位而对电池造成毁伤。
进一步地,缓冲构件33的几何中心位于子腔322a的中心线上。
子腔322a作为具有预定的长度和宽度的腔体,将缓冲构件33的几何中心设置于子腔322a的中心线上,缓冲构件33与子腔322a相对设置,缓冲构件33能够对冲击力起到更好的分散作用,提高对子腔322a的防护性能。尤其是在箱体应用于电池时,可以较大程度地对电池单体起到良好的防护作用。
在箱体受力发生形变时,箱体形变量最大的位置可能为子腔322a长度或宽度方向的中间位置,缓冲构件33设置在此薄弱部位可以最大化地提高箱体整体的抗变形能力。
在一些实施例中,至少两个子腔322a在子腔322a的长度方向Z上间隔设置,缓冲构件33设置为至少两个,各缓冲构件33分别与其自身对应的子腔322a在子腔322a的宽度方向即Y方向至少部分重叠。
在本实施例中,各子腔322a在长度方向Z上均有与其相对设置的缓冲构件33,可以实现对箱体沿子腔322a长度方向Z的薄弱位置均作出有效防护,能够增强箱体在结构薄弱位置的结构强度,提高箱体的结构稳定性和抗冲击能力。
在一些实施例中,至少两个子腔322a在子腔322a的宽度方向即Y方向上间隔设置,缓冲构件33与至少两个子腔322a在子腔322a的宽度方向即Y方向上至少部分重叠。
在本实施例中,子腔322a在其宽度方向即Y方向上的数量为多个,缓冲构件33与宽度方向即Y方向上的多个子腔322a相对设置,相当于增大了缓冲构件33对子腔322a在其宽度方向即Y方向上的覆盖范围,使缓冲构件33对子腔322a的保护范围更大,从而进一步增强了箱体承受压力的能力。当箱体应用于电池时,可以增大对电池单体的保护范围,以提高电池整体的安全性。
作为本申请的一具体实施例,如图5和图6所示,本申请实施例的用于电池的箱体3a包括箱本体32和缓冲构件33,箱本体32沿第一方向X 的端部具有开口。箱本体32由主体部321和框体部322组成,框体部322 是一种框架结构,设置于主体部321内,框体部322包括多个用于容纳电池单体的子腔322a。主体部321包括底壁321a和环绕底壁321a设置的侧壁321b,底壁321a和侧壁321b连接并围合形成容纳框体部322的容纳腔 34。缓冲构件33设置于侧壁321b上,并与子腔322a沿第二方向Y至少部分重叠。缓冲构件33被配置为箱体受到冲击时变形,其中,第二方向 Y垂直于第一方向X。
在本实施例中,缓冲构件33设置在侧壁321b上,箱体在运输或使用的过程中,侧壁321b为箱体承受外部冲击或压力的最主要部位,在箱体受到外部作用力时,作用力传递至缓冲构件33上,缓冲构件33能够变形并分散作用力,以缓解作用力直接作用于箱本体32上对箱体的影响,从而降低箱体损坏的风险,提高了箱体3a整体的结构稳定性和抗冲击能力。
当箱体3a应用于电池时,缓冲构件33的至少部分用于与电池单体沿第二方向Y重叠,在电池受到外部冲击时,缓冲构件33承受外部作用力,从而能够降低与电池单体相对设置的箱本体32部分发生变形而损坏电池单体的风险,对电池单体起到良好的防护,并提高电池整体的安全性。
电池单体在充放电循环过程可能会积聚气体导致电池单体发生膨胀,膨胀后的电池单体可能会给予箱本体32以挤压力,在此情况下,在侧壁 321b上设置缓冲构件33,能够缓解挤压力对箱本体32的影响,从而提高箱体整体的结构稳定性。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述,但在不脱离本申请的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件,尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (16)
1.一种用于电池的箱体,其特征在于,包括:
箱本体,用于容纳电池单体,所述箱本体沿第一方向的端部具有开口;
缓冲构件,连接于所述箱本体,所述缓冲构件的至少部分用于与所述电池单体沿第二方向重叠,所述缓冲构件被配置为所述箱体受到冲击时变形,其中,所述第二方向垂直于所述第一方向。
2.根据权利要求1所述的箱体,其特征在于,所述箱本体包括:
主体部;
框体部,与所述主体部连接并设置于所述主体部内,所述框体部包括多个子腔,各所述子腔分别用于容纳所述电池单体,
其中,所述缓冲构件设置于所述主体部和所述框体部中的至少一者上,且所述缓冲构件与所述子腔沿所述第二方向至少部分重叠。
3.根据权利要求2所述的箱体,其特征在于,
所述主体部包括底壁和环绕所述底壁设置的侧壁,所述底壁和所述侧壁连接并围合形成容纳所述框体部的容纳腔,所述缓冲构件设置于所述侧壁上。
4.根据权利要求3所述的箱体,其特征在于,
所述缓冲构件包括沿所述第二方向彼此相对的两个缓冲部;
所述侧壁包括沿所述第二方向彼此相对的两个侧部,各所述侧部分别对应设置有所述缓冲部。
5.根据权利要求3所述的箱体,其特征在于,
沿所述第二方向上,所述缓冲构件的至少部分相对于所述侧壁凸出以形成拱形结构。
6.根据权利要求5所述的箱体,其特征在于,
沿所述第二方向上,所述缓冲构件的至少部分相对于所述侧壁朝向背离所述子腔的方向凸出以形成所述拱形结构。
7.根据权利要求5所述的箱体,其特征在于,
所述侧壁在与所述拱形结构对应的位置形成有凹陷部;或
沿所述第二方向上,所述侧壁覆盖所述拱形结构,且所述拱形结构为空心结构体。
8.根据权利要求5所述的箱体,其特征在于,所述拱形结构的至少部分为弧形。
9.根据权利要求2所述的箱体,其特征在于,
所述框体部包括第一梁和第二梁,所述第一梁与所述第二梁相交,所述第一梁和所述第二梁界定出多个所述子腔,所述第一梁和所述第二梁中的至少一者上设置有所述缓冲构件。
10.根据权利要求9所述的箱体,其特征在于,
所述缓冲构件的至少部分相对于所述第一梁凸出以形成拱形结构;和/或
所述缓冲构件的至少部分相对于所述第二梁凸出以形成拱形结构。
11.根据权利要求2所述的箱体,其特征在于,
所述子腔具有预定的长度和宽度;
所述缓冲构件沿所述子腔的长度方向延伸,且所述缓冲构件和所述子腔在所述子腔的宽度方向上至少部分重叠,所述子腔的宽度方向平行于所述第二方向。
12.根据权利要求11所述的箱体,其特征在于,
所述缓冲构件的几何中心位于所述子腔的中心线上。
13.根据权利要求11所述的箱体,其特征在于,
至少两个所述子腔在所述子腔的长度方向上间隔设置,
所述缓冲构件设置为至少两个,各所述缓冲构件分别与其自身对应的所述子腔在所述子腔的宽度方向上至少部分重叠。
14.根据权利要求13所述的箱体,其特征在于,
至少两个所述子腔在所述子腔的宽度方向上间隔设置,所述缓冲构件与至少两个所述子腔在所述子腔的宽度方向上至少部分重叠。
15.一种电池,其特征在于,包括:
电池单体;以及
如权利要求1至14中任一项所述的箱体,所述箱体内设置有所述电池单体。
16.一种用电装置,其特征在于,包括如权利要求15所述的电池,所述电池用于提供电能。
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CN202221322072.4U CN217788629U (zh) | 2022-05-30 | 2022-05-30 | 用于电池的箱体、电池以及用电装置 |
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