CN219436061U - 电池的束缚件、电池及用电装置 - Google Patents

电池的束缚件、电池及用电装置 Download PDF

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CN219436061U CN202321009096.9U CN202321009096U CN219436061U CN 219436061 U CN219436061 U CN 219436061U CN 202321009096 U CN202321009096 U CN 202321009096U CN 219436061 U CN219436061 U CN 219436061U
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Abstract

一种电池的束缚件、电池及用电装置,束缚件为一体件且包括:围框,所述围框包括依次首尾相连的多个侧板;至少一个第一加强板,所述第一加强板设于所述围框所围设空间内且连接相对的两个所述侧板,以将所述围框所围设空间分隔为多个束缚空间,其中,每个所述束缚空间内用于容纳沿第一方向排布的多个电池单体,且用于限制所述电池单体沿所述第一方向膨胀。在上述技术方案中,束缚件的结构强度高,不易发生断裂,能够满足电池单体长期膨胀的可靠性需求,且能够有效提高电池的整体结构强度,满足更恶劣工况的使用安全性,束缚件占用空间小且电池所需束缚件的数量少,有利于提高电池的体积能量密度和重量能量密度。

Description

电池的束缚件、电池及用电装置
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域,具体而言,涉及一种电池的束缚件、电池及用电装置。
背景技术
相关技术中,电池组包括多个电池单体,多个电芯单体排成一排并通过扎带捆扎在一起。扎带的强度弱,并且电池系统中所需扎带数量庞大,安装比较复杂,且占用空间较大,导致电池系统的体积能量密度和重量能量密度降低。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种电池的束缚件、电池及用电装置,束缚件的结构强度高,不易断裂且所需束缚件的数量减小。
第一方面,本实用新型实施例提供一种电池的束缚件,所述束缚件为一体件且包括:围框,所述围框包括依次首尾相连的多个侧板;至少一个第一加强板,所述第一加强板设于所述围框所围设空间内且连接相对的两个所述侧板,以将所述围框所围设空间分隔为多个束缚空间,其中,每个所述束缚空间内用于容纳沿第一方向排布的多个电池单体,且用于限制所述电池单体沿所述第一方向膨胀。
在上述技术方案中,通过束缚件包括围框和第一加强板,以限定出多个束缚空间,束缚空间用于束缚沿第一方向排布的多个电池单体,以限制电池单体沿第一方向膨胀,使束缚件的结构强度高,不易发生断裂,能够满足电池单体长期膨胀的可靠性需求,且能够有效提高电池的整体结构强度,满足更恶劣工况的使用安全性,束缚件占用空间小且电池所需束缚件的数量少,有利于提高电池的体积能量密度和重量能量密度。
在一些实施例中,所述束缚件一体成型;或者,所述围框与所述第一加强板连接为一体。在上述技术方案中,束缚件为一体式,在与电池组装配过程中,无需进行扎带捆扎、对合等操作,可以降低操作所需空间,有利于在电池的箱体内进行装配操作,且有利于提高装配效率。
在一些实施例中,所述第一加强板为多个,多个所述第一加强板沿第二方向排布,相邻两个所述第一加强板平行设置,所述第二方向与所述第一方向相交。在上述技术方案中,束缚件限定出更多个束缚空间,更多个电池组可以共用一个束缚件,以更利于提高电池的整体结构强度,并且减小束缚件数量的效果更好,占用空间进一步减小,装配效率更高。
在一些实施例中,所述束缚件还包括:第二加强板,至少一个所述束缚空间内设有所述第二加强板,所述第二加强板连接相对的两个所述第一加强板,或者所述第二加强板连接所述第一加强板与相对的所述侧板。在上述技术方案中,通过设置第二加强板,可以进一步提高束缚件的整体结构强度,束缚件在使用过程中更不易断裂,使用寿命更长,且能够满足所包括电池单体数量更多的电池组的防膨胀需求。
在一些实施例中,所述束缚件还包括:压板,所述围框和所述第一加强板两者中的至少一个与所述压板相连,所述压板用于压设于所述电池单体沿第三方向的端面,所述第三方向与所述第一方向相交。在上述技术方案中,在第三方向上,压板可以对电池单体起到限位作用,以限制电池单体沿第三方向振动,提高电池单体的稳定性。并且,通过设置压板,可以进一步提高束缚件的结构强度,从而进一步提高电池的整体结构强度。
在一些实施例中,所述压板设有沿所述第三方向贯穿的避让口,所述避让口用于避让所述电池单体的电连接部和/或泄压部。在上述技术方案中,避让口防止压板遮挡电连接部和泄压部,电连接部能够顺利与其他结构进行电连接,泄压部能够顺利泄压。
在一些实施例中,每个所述避让口用于避让对应同一所述束缚空间的多个所述电池单体的所述电连接部和所述泄压部;或者,所述避让口包括第一避让口和第二避让口,对应同一所述束缚空间的所述第一避让口沿所述第一方向延伸呈长条形且用于避让多个所述电连接部,对应同一所述束缚空间的多个所述第二避让口沿所述第一方向排布且用于与所述泄压部一一对应设置。在上述技术方案中,压板的总开口面积较小,强度更高,且压板不易导致电连接部短路,提高了安全性。
在一些实施例中,所述第一加强板与所述侧板的厚度相等。在上述技术方案中,使束缚件各个区域的厚度更均匀、受力更均匀,且第一加强板的厚度不会过大而导致占用电池组之间的空间过大,有利于提高电池的体积能量密度。
在一些实施例中,所述束缚件为绝缘件;或者,所述束缚件包括金属件和包覆于所述金属件表面的绝缘层。在上述技术方案中,束缚件的绝缘效果好,有效防止因束缚件导致电池单体短路。
第二方面,本实用新型实施例还提供一种电池,包括多个电池组和上述的电池的束缚件,所述电池组包括沿所述第一方向排布的多个电池单体,多个所述电池组沿第二方向排布,多个所述电池组对应设于多个所述束缚空间内,所述第二方向与所述第一方向相交。
在一些实施例中,在第三方向上,所述束缚件的尺寸小于所述电池单体的尺寸,所述第一方向和所述第二方向均与所述第三方向相交。在上述技术方案中,束缚件的体积更小、重量更小,从而有利于提高电池的重量能量密度。
在一些实施例中,在第三方向上,所述束缚件的尺寸小于或等于所述电池单体的尺寸的1/3。在上述技术方案中,可以进一步提高电池的重量能量密度。
在一些实施例中,多个所述电池组沿所述第一方向的端部设有端板,所述端板设有插槽,所述第一加强板插入所述插槽内。在上述技术方案中,束缚件、端板和多个电池组的相对位置固定,且结构可靠,束缚件能够稳定处于所需位置以保持对电池组的多个电池单体的防膨胀效果。
在一些实施例中,所述电池还包括:箱体,具有多个容纳腔,同一所述束缚件相配合的多个所述电池组安装于同一所述容纳腔内,所述电池组沿第三方向的一端与所述箱体连接,所述束缚件与所述电池组沿所述第三方向的另一端配合,所述第一方向和所述第二方向均与所述第三方向相交。在上述技术方案中,箱体对电池组起到固定作用,束缚件对电池组起到防膨胀作用,电池组通过箱体和束缚件可以在第三方向上对电池组实现更可靠的限位和固定,并且有利于减少所需束缚件的数量。
第三方面,本实用新型实施例还提供一种用电装置,包括上述的电池,所述电池用于为所述用电装置提供电能。
附图说明
图1为本申请第一实施例提供的电池的示意图;
图2为图1的右视图;
图3为图2沿A-A线所示方向的剖视图;
图4为本申请第一实施例提供的束缚件的示意图;
图5为图4的俯视图;
图6为图5沿B-B线所示方向的剖视图;
图7为本申请第二实施例提供的电池的示意图;
图8为图7的右视图;
图9为图8沿C-C线所示方向的剖视图;
图10为本申请第二实施例提供的束缚件的示意图;
图11为图10的俯视图;
图12为图11沿D-D线所示方向的剖视图;
图13为本申请第三实施例提供的电池的示意图;
图14为图13的右视图;
图15为图14沿E-E线所示方向的剖视图;
图16为本申请第三实施例提供的束缚件的示意图;
图17为图16的俯视图;
图18为图17沿F-F线所示方向的剖视图;
图19为本申请一些实施例提供的车辆的示意图。
附图标记:
用电装置1000;
电池100;
束缚件10;束缚空间101;围框11;侧板111;第一加强板12;压板13;避让口131;第一避让口132;第二避让口133;
电池组20;电池单体21;电连接部22;泄压部23;
端板30;插槽301;
缓冲垫40;
第一方向F1;第二方向F2;第三方向F3。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。
除非另有定义,本实用新型所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本实用新型中在实用新型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,不是旨在于限制本实用新型;本实用新型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。本实用新型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。
在本实用新型中提及“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实用新型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。
在本实用新型的描述中,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实用新型中的具体含义。
本实用新型中术语“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,本实用新型中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本实用新型的实施例中,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,附图示出的本实用新型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,而不应对本实用新型构成任何限定。
本实用新型中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
本实用新型中,电池是指包括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,本实用新型中所提到的电池可以包括电池模组或电池包等。一些电池可以包括用于封装多个电池单体或多个电池模组的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。当然,还有一些电池可以不包括上述箱体,直接设置在用电装置的电池安装舱内。
本实用新型中,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,本实用新型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,本实用新型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、方形电池单体和软包电池单体,本实用新型实施例对此也不限定。
例如,电池单体可以包括外壳、电极组件和电解液,外壳用于容纳电极组件和电解液。电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层,正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面,未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体,未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。
负极极片包括负极集流体和负极活性物质层,负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面,未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体,未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断,正极极耳的数量为多个且层叠在一起,负极极耳的数量为多个且层叠在一起。
隔离膜的材质可以为PP(polypropylene,聚丙烯)或PE(polyethylene,聚乙烯)等。此外,电极组件可以是卷绕式结构,也可以是叠片式结构,本实用新型实施例并不限于此。
电池单体上可以设置极柱等与极耳相连,作为电池单体的电连接部。并且,电池单体上可以具有泄压部,在电池单体内压过大(例如热失控)时,泄压部用于释放电池单体内部物质(例如气体、液体、颗粒物等),以降低电池单体的内部压力,避免电池单体内部过快加压,而导致电池单体爆燃等危险事故。例如,泄压部可以为防爆阀、防爆片等等。
目前,从市场形势的发展来看,电池的应用越加广泛。电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。电池作为各用电装置的核心组成部分,其结构的稳定可靠性直接影响到整个供电系统的性能和寿命的长短。
在相关技术中,电池组包括多个电池单体,多个电池单体排成一排并通过扎带捆扎在一起。但是,扎带的强度弱,需要固定电池组的上下两端,电池组的结构无法进一步加强,电池单体长期膨胀扎带可能断裂。并且电池包括多个电池组的情况下,需要扎带的使用数量大、安装比较复杂,各电池组之间的扎带存在干涉风险,且会导致占用空间较大,电池组的体积无法进一步减小,导致电池系统的体积能量密度和重量能量密度降低。并且,在包括箱体实施例中,电池的装配方式受限,只能在电池组入箱前装配,装配操作节拍无法提升。
基于此,本申请提出了一种电池100的束缚件10,束缚件10为一体件且包括围框11和至少一个第一加强板12。围框11包括依次首尾相连的多个侧板111。第一加强板12设于围框11所围设空间内且连接相对的两个侧板111,以将围框11所围设空间分隔为多个束缚空间101。其中,每个束缚空间101内用于容纳沿第一方向F1排布的多个电池单体21,且用于限制电池单体21沿第一方向F1膨胀。
在上述这种结构的电池100的束缚件10中,能够对电池100的多排电池单体21进行束缚固定以限制电池单体21膨胀,能够减小束缚件10的数量、占用空间和重量,从而有利于提高电池100的体积能量密度和重量能量密度,并且束缚件10具有结构强度高、束缚可靠性好、限制电池单体21膨胀的效果好、易于装配等优点。
采用本实用新型实施例公开的束缚件10的电池100可以用于、但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置1000中,可以使具备本实用新型公开的电池100等组成该用电装置1000的电源系统,以提高用电装置1000的使用安全性和可靠性。
例如,本实用新型实施例公开的用电装置1000可以是、但不限于是车辆、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油车辆、或燃气车辆、或新能源车辆、或轨道车辆,新能源车辆可以是纯电动车辆、混合动力车辆或增程式车辆等;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、电动车辆玩具、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。
下面,参考附图,描述根据本实用新型实施例的电池100的束缚件10和具有上述束缚件10的电池100。
请参照图1-图18,图1-图3为本申请第一实施例提供的电池100的示意图,图4-图6为本申请第一实施例提供的束缚件10的示意图,图7-图9为本申请第二实施例提供的电池100的示意图,图10-图12为本申请第二实施例提供的束缚件10的示意图,图13-图15为本申请第三实施例提供的电池100的示意图,图16-图18为本申请第三实施例提供的束缚件10的示意图。电池100的束缚件10为一体件且包括围框11和至少一个第一加强板12。
围框11包括依次首尾相连的多个侧板111。第一加强板12设于围框11所围设空间内且连接相对的两个侧板111,以将围框11所围设空间分隔为多个束缚空间101。其中,每个束缚空间101内用于容纳沿第一方向F1排布的多个电池单体21,且用于限制电池单体21沿第一方向F1膨胀。
一体件,即束缚件10为各部分不可相互分离的一个整体,而非由多个零部件可拆卸地拼接而成。束缚件10与多个电池单体21装配过程中,无需将多个零部件进行拼接安装,有利于提高装配效率,并且提高束缚件10的整体结构强度。
围框11即闭合环形的框体,环形可以为方环形、多边环形等。具体地,多个侧板111依次首尾相连,构成闭合环形的框体结构,每个侧板111作为框体的其中一个侧边。围框11所包括侧板111的数量包括但不限于三个和三个以上。其中,相邻两个侧板111之间固定连接,以形成整体。
围框11的材质可以根据电池100的实际需求灵活选择,例如可以包括不锈钢、塑料等,具有良好的结构强度,并且使围框11能够发生一定形变,以使围框11套设于电池单体21时装配操作更便捷。第一加强板12的材质与围框11的材质可以相同,也可以不相同,这都在本实用新型的保护范围之内。此外,侧板111可以为单层板也可以为多层板,同理,第一加强板12可以为单层板也可以为多层板。
相对的两个侧板111,即在第一方向F1上间隔开排布的两个侧板111,例如图1所示的前侧和后侧的侧板111。通过第一加强板12与侧板111相连,将围框11所围设的区域分隔为多个束缚空间101,即形成两个或两个以上束缚空间101,使束缚件10能用于多个电池组20的束缚。其中,第一加强板12与侧板111之间固定连接,以形成整体。
具体地,每个束缚空间101用于容纳沿第一方向F1排布的多个电池单体21,且用于限制电池单体21沿第一方向F1膨胀。多个电池单体21构成电池组20,束缚件10可以对位于束缚空间101内的电池组20形成束缚效果,即束缚件10与电池组20的表面贴合,从而向电池组20至少施加沿第一方向F1的压紧力,从而限制电池组20的电池单体21沿第一方向F1膨胀。这里,第一方向F1包括、但不限于图1-图3中所示的电池单体21的厚度方向。
以图1-图6所示实施例为例,围框11包括四个侧板111和一个第一加强板12,四个侧板111首尾连接构成方框型结构,第一加强板12位于方框型结构所围设的方形区域内,并且第一加强板12长度方向沿第一方向F1延伸,以连接前侧的侧板111和后侧的侧板111,从而将方框型结构所围设区域分隔为沿第二方向F2(即第一加强板12的厚度方向,如图1所示的左右方向)排布的两个束缚空间101,两个束缚空间101内分别设有电池组20,电池组20包括沿第一方向F1排布的多个电池单体21。在装配时,先将多个电池组20沿第一方向F1排成排,再将束缚件10套设于两个电池组20上。
在本申请的实施例中,束缚件10的围框11与第一加强板12连接,以通过第一加强板12提高围框11的结构强度,在电池100使用过程中,束缚件10更不易因电池单体21膨胀而断裂。束缚件10可以用于多个电池组20的束缚限位,以实现多个电池组20之间的结构强度增强,有利于提高电池100整体的结构可靠性。
并且,相关技术中多个电池组分别通过扎带捆扎,相邻扎带占用更多空间,且需要更大的操作空间。而本申请实施例的束缚件10,相邻两个电池组20之间仅设置一个第一加强板12,占用空间更小,尤其是占用相邻两个电池组20之间的空间更小,相邻两个电池组20的间距可以更小,电池100所需束缚件10的重量也更小,从而有利于提高电池100的体积能量密度和重量能量密度。与扎带相比,本申请的束缚件10还有利于减小零部件数量,降低安装难度和操作所需空间,例如在电池100包括箱体的实施例中,束缚件10的安装可以在电池组20放入箱体内之前操作,也可以在电池组20放入箱体内之后操作,多个电池组20仅需装配一次束缚件10,从而有利于提升装配操作节拍。
需要说明的是,在第三方向F3上,第一方向F1、第二方向F2和第三方向F3两两相交,第一加强板12的高度与侧板111的高度可以相等也可以不相等,第一加强板12可以位于相邻电池组20的电池单体21的外壳之间,也可以位于相邻电池组20的电连接部22之间。
在一些具体实施例中,请参照图2和图3,第一加强板12沿第三方向F3的端部与电池单体21的外壳端面平齐,以使第一加强板12与电池单体21的电连接部22在第三方向F3上错开,使第一加强板12不易干涉各电池单体21的电连接部22的电连接。
根据本实用新型实施例的电池100的束缚件10,通过束缚件10包括围框11和第一加强板12,以限定出多个束缚空间101,束缚空间101用于束缚沿第一方向F1排布的多个电池单体21,以限制电池单体21沿第一方向F1膨胀,使束缚件10的结构强度高,不易发生断裂,能够满足电池单体21长期膨胀的可靠性需求,且能够有效提高电池100的整体结构强度,满足更恶劣工况的使用安全性,束缚件10占用空间小且电池100所需束缚件10的数量少,有利于提高电池100的体积能量密度和重量能量密度。
根据本实用新型第二方面实施例的电池100包括多个电池组20和根据本实用新型第一方面实施例的电池100的束缚件10。电池组20包括沿第一方向F1排布的多个电池单体21,多个电池组20沿第二方向F2排布,多个电池组20对应设于多个束缚空间101内,第二方向F2与第一方向F1相交。这里,第二方向F2与第一方向F1相交包括但不限于第一方向F1与第二方向F2相互垂直。
由此,通过采用上述的电池100的束缚件10,束缚件10的结构强度高,不易发生断裂,能够满足电池单体21长期膨胀的可靠性需求,且能够有效提高电池100的整体结构强度,满足更恶劣工况的使用安全性,束缚件10占用空间小且电池100所需束缚件10的数量少,有利于提高电池100的体积能量密度和重量能量密度。
根据本实用新型的一些实施例,请参照图3-图5,束缚件10一体成型。换言之,束缚件10为一体式结构,围框11的多个侧板111和第一加强板12一体加工成型,例如可以注塑成型、铸造成型或钣金成型,以提高束缚件10的整体性,提高整体结构强度,且减少加工工序。
根据本实用新型的一些实施例,围框11与第一加强板12连接为一体。换言之,围框11与第一加强板12单独加工成型后,再将围框11与第一加强板12固定连接在一起;或者,先加工得到围框11与第一加强板12中的一个,再加工另一个同时实现二者的连接,使束缚件10形成一体式结构。例如,围框11与第一加强板12可以焊接、注塑连接。
在上述实施例中,一体式束缚件10在与电池组20装配过程中,无需进行扎带捆扎、对合等操作,可以降低操作所需空间,有利于在电池100的箱体内进行装配操作,且有利于提高装配效率。
在本实用新型的实施例中,第一加强板12的数量可以如图1-图18所示为一个,也可以为多个,通过调节束缚件10所包括第一加强板12的数量可以调节束缚件10所连接的电池组20的数量,束缚件10的结构调节简单。
其中,在第一加强板12为多个的实施例中,多个第一加强板12可以沿第二方向F2(如图1所示的左右方向)排布,相邻两个第一加强板12平行设置,第二方向F2与第一方向F1相交。由此,更多个电池组20可以共用一个束缚件10,以更利于提高电池100的整体结构强度,并且减小束缚件10数量的效果更好,占用空间进一步减小,装配效率更高。
在本实用新型的一些实施例中,请参照图3,相邻两个电池组20之间设有缓冲垫40,缓冲垫40可以为橡胶、塑料、发泡棉等材质,能够起到绝缘、缓冲作用。第一加强板12与缓冲垫40沿第三方向F3排布,且第一加强板12沿第二方向F2的厚度小于或等于缓冲垫40的厚度,以使第一加强板12的设置充分利用设置缓冲垫40的空间而不会增加多个电池组20沿第二方向F2的占用空间,有利于提高电池100的结构紧凑性和能量密度。
根据本实用新型的一些实施例,束缚件10还包括第二加强板,至少一个束缚空间101内设有第二加强板,第二加强板连接相对的两个第一加强板12,或者第二加强板连接第一加强板12与相对的侧板111。例如在第二方向F2上位于两端的束缚空间101内,第二加强板连接第一加强板12和相对的侧板111,在第二方向F2上位于中部的束缚空间101内,第二加强板连接相对的两个第一加强板12。第二加强板可以平行于第二方向F2延伸或者倾斜于第二方向F2延伸。
通过设置第二加强板,可以进一步提高束缚件10的整体结构强度,束缚件10在使用过程中更不易断裂,使用寿命更长,且能够满足所包括电池单体21数量更多的电池组20的防膨胀需求。
在一些实施例中,第二加强板可以位于同一电池组20的相邻两个电池单体21之间,对电池单体21沿第一方向F1膨胀的束缚效果更好。
在一些实施例中,同一电池组20的至少两个相邻电池单体21之间设有缓冲垫40,第二加强板位于缓冲垫40沿第三方向F3排布,且第二加强板的厚度小于或等于缓冲垫40的厚度,以使第二加强板的设置充分利用缓冲垫40的空间而不会增加电池组20沿第一方向F1的占用空间,有利于提高电池100的结构紧凑性和能量密度。
根据本实用新型的一些实施例,请参照图7-图18,束缚件10还包括压板13,围框11和第一加强板12两者中的至少一个与压板13相连。压板13用于压设于电池单体21沿第三方向F3的端面,第三方向F3与第一方向F1相交。第三方向F3和第一方向F1包括但不限于相互垂直。
其中,压板13可以仅与围框11连接,或者仅与至少一个第一加强板12连接,或者围框11和第一加强板12两者均与压板13连接,使束缚件10的整体结构强度进一步提高。每个束缚空间101内可以对应设置一个压板13或者多个压板13,并且压板13可以与电池单体21端面的边沿、中部等任意位置接触配合。
电池单体21沿第三方向F3的端面,是指端面位于电池单体21沿第三方向F3的端部,例如图3所示电池单体21的外壳的上端面与压板13相配合。
在第一方向F1和第二方向F2上,束缚件10的束缚作用能够对电池单体21进行限位。在第三方向F3上,压板13可以对电池单体21起到限位作用,以限制电池单体21沿第三方向F3振动,提高电池单体21的稳定性。并且,通过设置压板13,可以进一步提高束缚件10的结构强度,从而进一步提高电池100的整体结构强度。
在一些实施例中,请继续参照图7-图18,压板13设有沿第三方向F3贯穿的避让口131,避让口131用于避让电池单体21的电连接部22,或者避让口131用于避让电池单体21的泄压部23,或者避让口131用于避让电池单体21的电连接部22和泄压部23。
这里,避让口131避让电连接部22是指,沿第三方向F3的投影,电连接部22与避让口131至少部分重叠。电连接部22可以穿设于避让口131,或者电连接部22与避让口131在第三方向F3上错开。避让口131避让泄压部23是指,沿第三方向F3的投影,泄压部23与避让口131至少部分重叠。泄压部23可以穿设于避让口131,或者泄压部23与避让口131在第三方向F3上错开。例如图7-图9所示,电连接部22穿设于避让口131,泄压部23设于电池单体21的外壳的顶壁且位于避让口131的下方。
由此,防止压板13遮挡电连接部22和泄压部23,电连接部22能够顺利与其他结构进行电连接,泄压部23能够顺利泄压。
在一些具体实施例中,请参照图7-图12,每个避让口131用于避让对应同一束缚空间101的多个电池单体21的电连接部22和泄压部23。换言之,沿第三方向F3的投影,同一束缚空间101对应的所有电连接部22和泄压部23均落入同一避让口131的投影范围内,以使避让口131的开口面积较大,防止压板13与电连接部22和泄压部23干涉的效果更好,且结构更简单。并且,在压板13包括金属件的实施例中,面积较大的避让口131还可以防止压板13与两个电连接部22接触导致短路,提高了安全性。
在一些具体实施例中,请参照图13-图18,避让口131包括第一避让口132和第二避让口133,对应同一束缚空间101的第一避让口132沿第一方向F1延伸呈长条形且用于避让多个电连接部22,对应同一束缚空间101的多个第二避让口133沿第一方向F1排布且用于与泄压部23一一对应设置。
其中,第一避让口132可以用于避让同一电池组20的所有电连接部22,或者同一电池组20的部分电连接部22。例如图13-图18所示,电池单体21设有两个电连接部22和一个泄压部23,泄压部23位于两个电连接部22沿第二方向F2的中间,以使同一电池组20的所有电连接部22形成沿第二方向F2间隔开的两排,每排包括沿第一方向F1排布的多个电连接部22,多个泄压部23沿第一方向F1排成一排且位于两排电连接部22之间。对应的压板13设有沿第二方向F2间隔开的两个第一避让口132,每个第一避让口132沿第一方向F1延伸呈长条形,两个第一避让口132之间设有一排第二避让口133,这排第二避让口133沿第一方向F1排列。由此,两个第一避让口132可以分别用于避让两排电连接部22,第二避让口133可以一一对应避让泄压部23。
通过第一避让口132和第二避让口133独立设置,使压板13的总开口面积较小,以提高压板13的结构强度。通过第二避让口133与泄压口一一的对应设置,可以减小第二避让口133的开口面积,进而进一步减小压板13的总开口面积,提高压板13强度。通过第一避让口132的开口面积相对较大,便于有效避让电连接结构,并且在压板13包括金属件的实施例中,开口面积较大的第一避让口132使压板13不易与两个电连接部22接触实现电连接,提高了安全性。
在一些实施例中,请参照图6、图12和图18,第一加强板12与侧板111的厚度相等。这里,侧板111的厚度,指侧板111在垂直于与电池单体21相贴合表面的方向上的尺寸;第一加强板12的厚度,指第一加强板12在垂直于与电池单体21相贴合表面的方向上的尺寸,例如图1所示沿第二方向F2的尺寸。通过第一加强板12与侧板111的厚度相等,使束缚件10各个区域的厚度更均匀、受力更均匀,且第一加强板12的厚度不会过大而导致占用电池组20之间的空间过大,有利于提高电池100的体积能量密度。
例如,第一加强板12和侧板111均为单层板,单层板可以为单层绝缘板,或者包覆有绝缘层的金属板等。
在一些实施例中,束缚件10为绝缘件,即束缚件10整体由绝缘材料制造而成,绝缘材料可以为橡胶、塑料等。束缚件10的绝缘效果好,有效防止因束缚件10导致电池单体21短路。
在另一些实施例中,束缚件10包括金属件和包覆于金属件表面的绝缘层。金属件可以大大提高束缚件10的结构强度,束缚件10更不易因电池单体21长期膨胀而断裂,绝缘层可以实现束缚件10与电池单体21之间的绝缘作用,束缚件10不易导致电池单体21短路。例如金属件可以为不锈钢、铝合金等材质,绝缘层可以为铁氟龙、热缩套管、喷涂绝缘层等。其中,铁氟龙和热缩套管不易磨损破坏,绝缘可靠性更好,喷涂绝缘层的厚度更小,可以进一步缩小束缚件10的占用空间。
根据本实用新型的一些实施例,请参照图2、图8和图14,在第三方向F3上,束缚件10的尺寸小于电池单体21的尺寸,第一方向F1和第二方向F2均与第三方向F3相交。在束缚件10能够对电池单体21起到限制膨胀的作用的情况下,束缚件10的体积更小、重量更小,从而有利于提高电池100的重量能量密度。这里,电池单体21的尺寸是指电池单体21的整体尺寸,例如在电池单体21包括外壳和设于外壳第三方向F3一侧表面的电连接部22的实施例中,电池单体21的尺寸指第三方向F3上外壳与电连接部22的尺寸之和。
在一些具体实施例中,在第三方向F3上,束缚件10的尺寸小于或等于电池单体21尺寸的1/3,以进一步提高电池100的重量能量密度。
根据本实用新型的一些实施例,请参照图1-图2、图7-图8和图13-图14,多个电池组20沿第一方向F1的端部设有端板30,端板30设有插槽301,第一加强板12插入插槽301内。换言之,多个电池组20沿第一方向F1的同一端通过同一端板30进行配合,端板30为一体式结构以同时与多个电池组20相配合,以实现电池组20的限位,有利于提高端板30的结构强度,进而提高电池100的整体结构强度。
并且,端板30设有插槽301,第一加强板12插入插槽301内,使插槽301的槽侧壁可以对第一加强板12实现第二方向F2的限位,插槽301的槽底壁可以对第一加强板12实现第三方向F3的限位,端板30伸入束缚空间101内的部分还可以对束缚件10实现第二方向F2的限位。由此,束缚件10、端板30和多个电池组20的相对位置固定,且结构可靠。束缚件10能够稳定处于所需位置以保持对电池组20的多个电池单体21的防膨胀效果。
例如,在束缚件10设于端板30沿第三方向F3一端的实施例中,端板30一端的插槽301沿第三方向F3向另一端凹陷,以在端板30一端的表面形成槽口,便于第一加强板12通过槽口移动至插槽301内;在端板30沿第三方向F3的两端均设有束缚件10的实施例中,端板30两端的插槽301沿第三方向F3彼此靠近凹陷,端板30的两端端面分别形成有对应插槽301的槽口,便于两端的第一加强板12分别通过两端的槽口移动至插槽301内。
根据本实用新型的一些实施例,电池100还包括箱体,箱体具有多个容纳腔。例如箱体内空间可以通过分隔梁分隔为多个容纳腔,分隔梁可以与箱体的箱侧壁连接。
同一束缚件10相配合的多个电池组20安装于同一容纳腔内。由此,多个电池组20不仅可以通过同一束缚件10进行连接、限制膨胀,还可以通过容纳腔的腔壁进行限位,以提高多个电池组20之间的结构强度和稳定性。
在本实用新型的实施例中,电池组20上可以设有一个束缚件10,也可以设有多个束缚件10。例如,电池组20沿第三方向F3的一端可以与箱体连接,束缚件10与电池组20沿第三方向F3的另一端配合,第一方向F1和第二方向F2均与第三方向F3相交。由此,箱体对电池组20起到固定作用,束缚件10对电池组20起到防膨胀作用,电池组20通过箱体和束缚件10可以在第三方向F3上对电池组20实现更可靠的限位和固定,并且有利于减少所需束缚件10的数量。
例如第三方向F3为上下方向,电池组20的下端与箱体连接,且束缚件10与电池组20的上端配合,以通过箱体和束缚件10在上下方向的实现电池组20更可靠的限位和固定。
在本实用新型的实施例中,电池组20与箱体的连接方式不限。例如,电池组20沿第三方向F3的端面可以与箱体通过粘胶层粘接。例如,电池组20的端板30可以设有沿第三方向F3贯穿的锁付孔,紧固件(如螺栓)穿设于锁付孔并与箱体连接,以实现固定。
其中,在设有紧固件的一些实施例中,紧固件可以穿过束缚件10的压板13,以同时将束缚件10进行固定;或者,如图1-图6所示束缚件10不设置压板13以避免与紧固件产生干涉,紧固件与束缚件10的先后安装顺序互不影响;或者,紧固件与束缚件10的压板13垂直于第三方向F3上错开布置,如压板13为宽度较小的条形板,以避免产生干涉;或者,束缚件10的压板13设有与紧固件相对的避让口131,以避让紧固件,这都在本实用新型的保护范围之内。
根据本实用新型第三方面实施例的用电装置1000,包括根据本实用新型上述第二方面实施例的电池100,电池100用于为用电装置1000提供电能。由此,通过采用上述的电池100,束缚件10的结构强度高,不易发生断裂,能够满足电池单体21长期膨胀的可靠性需求,且能够有效提高电池100的整体结构强度,满足更恶劣工况的使用安全性,束缚件10占用空间小且电池100所需束缚件10的数量少,有利于提高电池100的体积能量密度和重量能量密度。
可选地,请参照图19,当电池100用于车辆时,电池100可以设置在车辆的底部、或头部、或尾部。电池100可以用于车辆的供电,例如,电池100可以作为车辆的操作电源。车辆还可以包括控制器和马达,控制器用来控制电池100为马达供电,例如,用于车辆的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种电池的束缚件,其特征在于,所述束缚件为一体件且包括:
围框,所述围框包括依次首尾相连的多个侧板;
至少一个第一加强板,所述第一加强板设于所述围框所围设空间内且连接相对的两个所述侧板,以将所述围框所围设空间分隔为多个束缚空间,其中,
每个所述束缚空间内用于容纳沿第一方向排布的多个电池单体,且用于限制所述电池单体沿所述第一方向膨胀。
2.根据权利要求1所述的电池的束缚件,其特征在于,所述束缚件一体成型;或者,所述围框与所述第一加强板连接为一体。
3.根据权利要求1所述的电池的束缚件,其特征在于,所述第一加强板为多个,多个所述第一加强板沿第二方向排布,相邻两个所述第一加强板平行设置,所述第二方向与所述第一方向相交。
4.根据权利要求1所述的电池的束缚件,其特征在于,所述束缚件还包括:
第二加强板,至少一个所述束缚空间内设有所述第二加强板,所述第二加强板连接相对的两个所述第一加强板,或者所述第二加强板连接所述第一加强板与相对的所述侧板。
5.根据权利要求1所述的电池的束缚件,其特征在于,所述束缚件还包括:
压板,所述围框和所述第一加强板两者中的至少一个与所述压板相连,所述压板用于压设于所述电池单体沿第三方向的端面,所述第三方向与所述第一方向相交。
6.根据权利要求5所述的电池的束缚件,其特征在于,所述压板设有沿所述第三方向贯穿的避让口,所述避让口用于避让所述电池单体的电连接部和/或泄压部。
7.根据权利要求6所述的电池的束缚件,其特征在于,
每个所述避让口用于避让对应同一所述束缚空间的多个所述电池单体的所述电连接部和所述泄压部;或者,
所述避让口包括第一避让口和第二避让口,对应同一所述束缚空间的所述第一避让口沿所述第一方向延伸呈长条形且用于避让多个所述电连接部,对应同一所述束缚空间的多个所述第二避让口沿所述第一方向排布且用于与所述泄压部一一对应设置。
8.根据权利要求1所述的电池的束缚件,其特征在于,所述第一加强板与所述侧板的厚度相等。
9.根据权利要求1所述的电池的束缚件,其特征在于,
所述束缚件为绝缘件;或者,
所述束缚件包括金属件和包覆于所述金属件表面的绝缘层。
10.一种电池,其特征在于,包括多个电池组和根据权利要求1-9中任一项所述的电池的束缚件,所述电池组包括沿所述第一方向排布的多个电池单体,多个所述电池组沿第二方向排布,多个所述电池组对应设于多个所述束缚空间内,所述第二方向与所述第一方向相交。
11.根据权利要求10所述的电池,其特征在于,在第三方向上,所述束缚件的尺寸小于所述电池单体的尺寸,所述第一方向和所述第二方向均与所述第三方向相交。
12.根据权利要求11所述的电池,其特征在于,在第三方向上,所述束缚件的尺寸小于或等于所述电池单体的尺寸的1/3。
13.根据权利要求10所述的电池,其特征在于,多个所述电池组沿所述第一方向的端部设有端板,所述端板设有插槽,所述第一加强板插入所述插槽内。
14.根据权利要求10所述的电池,其特征在于,所述电池还包括:
箱体,具有多个容纳腔,同一所述束缚件相配合的多个所述电池组安装于同一所述容纳腔内,所述电池组沿第三方向的一端与所述箱体连接,所述束缚件与所述电池组沿所述第三方向的另一端配合,所述第一方向和所述第二方向均与所述第三方向相交。
15.一种用电装置,其特征在于,包括根据权利要求10-14中任一项所述的电池,所述电池用于为所述用电装置提供电能。
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