CN219610616U - 电池及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电池技术领域,提供一种电池及用电设备,电池包括箱体,箱体包括箱体主体。箱体主体具有侧面以及端面,箱体主体开设有贯穿至少一个侧面的电池舱,箱体主体的端面设有电气舱,电池舱与电气舱相连通,以供用于连接电池单体和电气件的电性连接件通过。本申请实施例的箱体能够满足电芯和电气件的集成安装,提高安装效率,以及降低质量管控难度。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域,尤其提供一种电池以及具有该电池的用电设备。
背景技术
目前,电池广泛地应用于各种用电设备中,电池一般是利用机械结构将各电池单体连接起来,并且,电池单体还需与系统中的电气件进行电性连接。因此电池单体、电气件以及电性连接件的集成显得尤为重要。
实用新型内容
本实用新型的目的提供一种电池,旨在提供一种合理的电池集成方案。
为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:
第一方面,本申请实施例提供的一种电池,包括箱体,所述箱体包括箱体主体,所述箱体主体具有侧面以及与各所述侧面相连接的端面,所述箱体主体开设有贯穿至少一个所述侧面的电池舱,所述电池舱用于容置电池单体,所述箱体主体的所述端面设有电气舱,所述电气舱用于容置电气件,所述电池舱与所述电气舱相连通,以供用于连接所述电池单体和所述电气件的电性连接件通过。
本申请实施例的电池的箱体主体具有侧面以及端面。在箱体主体上开设有贯穿至少一个侧面所形成的电池舱,可使电池单体容置在电池舱内来实现固定限位,以及,在箱体主体的端面上形成电气舱,以供相应的电气件进行安装,同时,电池舱和电气舱之间满足相连通的关系,那么,用于连接电池单体和电气件的电性连接件可由电池舱进入电气舱,并限定电性连接件的布设位置。综上,在该种箱体满足电池单体和电气件的集成性安装,提高安装效率,以及,降低质量管控难度。
在一些实施例中,所述电气舱具有底壁,所述底壁上开设有与所述电池舱相连通的通孔结构。这样,走线通过通孔结构,由电气舱的底壁处进入电气舱。
在一些实施例中,所述电气舱具有侧壁,所述侧壁上开设有与所述电池舱相连通的通孔结构。这样,走线通过通孔结构,由电气舱的侧壁处进入电气舱。
在一些实施例中,所述电池舱包括沿贯穿方向依次连通的第一空腔以及第二空腔,所述第一空腔用于容置所述电气件的电性连接件,所述第二空腔用于容置所述电池单体,所述第一空腔所述电气舱相连通。如此,对于电极极片在一端的电池单体,电池单体安装在第二空腔中,电池单体的电极极片位于第一空腔内,电性连接件则可容置在第一空腔,空间上更加整洁且电性连接件的分布也更加清晰,同时,不同的电性连接件通过对应的通孔结构进入电气舱,与相应的电气件进行电性连接。
在一些实施例中,所述电池舱还包括第三空腔,所述第三空腔与所述第一空腔相对设置,所述第三空腔用于容置所述电气件的电性连接件,所述第三空腔与所述电气舱相连通。如此,对于电极极片在相对两端的电池单体,电池单体安装在第二空腔中,电池单体的两个电极极片分别位于第一空腔内和第三空腔内,同时,电性连接件则也分别容置在第一空腔和第三空腔,如此,空间上更加整洁且电性连接件的分布也更加清晰。
在一些实施例中,所述第二空腔包括多个子腔,所述子腔的空间形状与所述电池单体的外形轮廓相适配。这样,一个子腔容置一个电池单体,并且,电池单体的外形轮廓与子腔的内壁空间适配度更高,避免空间的浪费。
在一些实施例中,所述多个子腔分成至少两个组,同一组的各所述子腔沿第一方向相间隔设置,不同组的所述子腔沿第二方向相层叠设置,并且,相邻的两组中的所述子腔相交错设置,所述第一方向与所述第二方向垂直。这样,各子腔在箱体主体的分布更加合理,能够设置更多数量的子腔。
在一些实施例中,所述子腔为圆柱状腔体,所述圆柱状腔体用于供圆柱形的所述电池单体适配安装,并且,相邻两组的所述圆柱状腔体相连通设置。这样,圆柱状腔体与圆柱形的电池单体的适配程度更高,以及,将相邻两组的圆柱腔体进行相连通设置可满足相应的部件安装需求,即,一次性地设置在各圆柱状腔体内完成相应部件的安装。
在一些实施例中,所述箱体还包括加热组件,所述加热组件贯穿相邻两组所述圆柱状腔体的连通空隙处并与所述圆柱状腔体的内壁相适配。通过设置加热组件对各圆柱状腔体内的电池单体进行加热,以实现各电池单体的热量均匀化以及热管理统一化。
在一些实施例中,所述加热组件包括弧形导热翅片以及设于所述弧形导热翅片上的加热膜,所述弧形导热翅片与所述圆柱状腔体的内壁相适配,所述弧形导热翅片设于相邻两组的所述圆柱状腔体的连通空隙处。如此,弧形导热翅片能使加热膜更加贴合于与圆柱状腔体相适配的圆柱形的电池单体,并且,使得加热膜与每个圆柱形的电池单体贴合面积基本一致,以防止因加热面积大小的偏差所导致加热温差。
在一些实施例中,所述弧形导热翅片上设有沿所述弧形导热翅片的弧形延展方向延伸布设的若干个凸筋结构,各所述凸筋结构沿垂直于所述弧形导热翅片的弧形延展方向相间隔设置。如此,凸筋结构可增加弧形导热翅片的结构强度,以及,稳定弧形导热翅片的形状,并且,凸筋结构所围合形成半封区域,对加热膜起到限位作用,以防止加热膜发生相对滑动。
在一些实施例中,所述凸筋结构凸出于所述弧形导热翅片的表面的高度大于所述加热膜的厚度。这样,加热膜与子腔的内壁之间形成相应的空隙,能够避免加热膜受到物理损伤。
在一些实施例中,所述凸筋结构凸出于所述弧形导热翅片的表面的高度大于所述加热膜的厚度。这样的保证热传递介质的连续,能够避免加热膜空烧。
在一些实施例中,所述加热组件还包括导热胶,所述导热胶设置于所述弧形导热翅片的朝向所述子腔内壁的一侧,或者,所述导热胶设置于所述加热膜朝向所述子腔内壁的一侧。如此,导热胶可保证加热膜将热量传递至圆柱形的电池单体的连续性,能够避免加热膜空烧。
在一些实施例中,所述电气舱内设有用于与所述电气件相连接的电气件安装结构。如此,外设电气件可直接安装在电气安装结构,减小相应的结构件设置工序,降低参与组装的零件数量,有利于提高装配效率。
在一些实施例中,所述电气舱的所述侧壁上设有用于与外设通讯设备相连接的通讯安装结构,所述侧壁上形成用于容置所述外设通讯设备的接头的第一避让槽。如此,通讯插件可安装在通讯安装结构上,以与外设通讯设备相连接,实现箱体的高度集成化。
在一些实施例中,所述电池舱的所述侧面上开设有用于与防水透气件相连接的防水透气安装结构,所述第二空腔通过所述防水透气安装结构与外部相连通。如此,可供防水透气件直接安装在箱体主体上,实现箱体的高度集成化。
在一些实施例中,所述电气舱的所述侧壁上开设有用于与防水透气件相连接的防水透气安装结构,所述侧壁上形成用于容置所述防水透气件的第二避让槽。如此,可供防水透气件直接安装在箱体主体上,实现箱体的高度集成化。
在一些实施例中,所述箱体还包括导电端子,所述导电端子设于所述端面上且位于所述电气舱外,所述侧壁的拐角处形成用于容置所述导电端子的第三避让槽。如此,导电端子可提供终端设备电路接口,实现电路导通。
在一些实施例中,所述箱体还包括电气舱封板以及电池舱封板,所述电气舱封板盖设于所述电气舱的开口端,所述电池舱封板盖设于所述电池舱的开口端。如此,电气舱与电气舱封板相围合形成密闭空间,对各电气件进行气密防护;以及,电池舱封板与电池舱相围合形成密封空间,对各电池单体进行气密防护。
在一些实施例中,所述电池还包括多个电池单体、多个电气件以及电性连接件,各所述电池单体设于所述电池舱内,各所述电气件设于所述电气舱内,所述电池单体通过所述电性连接件连接于相应的所述电气件。
第二方面,本申请实施例还提供一种用电设备,包括上述所述的电池。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例,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他的附图。
图1为本实用新型一些实施例提供的用电设备的结构示意图;
图2为本实用新型一些实施例提供的电池的爆炸图;
图3为本实用新型一些实施例提供的电池在除去封板后的结构示意图;
图4为本实用新型一些实施例提供的电池在除去封板后的另一视角的结构示意图;
图5为本实用新型一些实施例提供的电池在除去封板后的主视图;
图6为图5中A-A处的剖面图;
图7为本实用新型一些实施例提供的电池在除去封板后的俯视图;
图8为图7中B-B处的剖面图;
图9为图8中C处的放大图;
图10为本实用新型一些实施例提供的电池在除去封板后的后视图;
图11为本实用新型一些实施例提供的箱体的爆炸图;
图12为本实用新型一些实施例提供的箱体在除去封板后的结构示意图;
图13为本实用新型一些实施例提供的箱体在除去封板后的俯视图;
图14为本实用新型一些实施例提供的加热组件和电池单体的爆炸图。
其中,图中各附图标记:
1000、用电设备;
100、电池,200、控制器;300、马达300;
10、箱体;11、箱体主体;12、封板;12a、电气舱封板;12b、电池舱前封板;12c、电池舱后封板;11a、侧面;11b、端面;10a、电池舱;10b、电气舱;10b1、底壁;10b2、通孔结构;10b3、侧壁;10b31、第一避让槽;10b32、第二避让槽;10b33、第三避让槽;10a1、第一空腔;10a2、第二空腔;10a3、第三空腔;10a21、子腔;13、加热组件;131、弧形导热翅片;132、加热膜;133、凸筋结构;134、导热胶;14、电气件安装结构;15、通讯安装结构;16、防水透气安装结构;17、导电端子;
101、电池单体;102电气件;103、电性连接件;103a、高压巴片;103b、低压采样线103b。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,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。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,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;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实用新型中的具体含义。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力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。
在一些情形下,电池包括箱体、多个单体电池单体以及相应的电性结构件等。本申请的发明人注意到,传统的箱体包括具有容置空间的底壳以及盖设于底壳上的顶盖,顶盖与底壳围合形成容置各单体电池单体和电性结构件的密封空间。具体地,各单体电池单体在容置于底壳的容置空间时,由于装配精度的要求,底壳的内壁与单体电池单体的外壁之间存在一定间隙,因此,为了保证单体电池单体的安装稳定性,底壳的内壁与单体电池单体的外壁之间需要设置相应固定结构件,例如,利用扎带对各单体电池单体进行提前固定;或者,利用螺钉或限位支架等对各单体电池单体进行限位。以及,在完成单体电池单体的组装后,电性结构件则根据单体电池单体的安装位置进行再次连接固定,如此,在电池组装过程中,需要进行安装对象的数量太多,工序过于复杂且繁琐,易导致电池组装效率偏低,并且,组装过程的出错率更高,质量管控的难度加大。
基于以上考虑,为了解决电池组装效率低,以及,质量管控的难度大的问题,发明人经过深入研究,设计了一种箱体,在箱体主体的侧面上开设上贯穿箱体主体的电池舱,电池单体则容置于电池舱内,在箱体主体的端面上设置电气舱,电气件则设置在电气舱内,如此,电池单体和电气件装配到箱体上的顺序不限定,例如,电池单体可先转入电池舱内,或者,电气件也可先装入电气舱,或者,电池单体与电气件同步装入电池舱和电气舱,这样,安装工序的步骤更少且清晰,进而提高电池组装的安装效率。以及,电池舱和电气舱之间是相连通,可供连接电池单体和电气件的走线通过,以限定走线的路径,降低接线难度,提升良率。
本申请实施例公开的箱体用于电池组装,组装后的电池可作为电源应用于用电设备,或者,各种储能系统。用电设备可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中,电动玩具可以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,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
以下实施例为了方便说明,以本申请一实施例的一种用电设备1000为车辆为例进行说明。
请参照图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。车辆可以为燃油汽车、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。车辆的内部设置有电池100,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200和马达300,控制器200用来控制电池100为马达300供电,例如,用于车辆的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中,电池100不仅可以作为车辆的操作电源,还可以作为车辆的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆提供驱动动力。
请参照图2,图2为本申请一些实施例提供的电池100的爆炸图。电池100包括箱体10和电池单体101,电池单体101容纳于箱体10内。其中,箱体10用于为电池单体101提供容纳空间。箱体10可以包括箱体主体11和封板12,箱体主体11与封板12相互盖合形成容纳电池单体101和容纳电气件的容纳空间。箱体主体11可为一端开口的空心结构,封板12可以为板状结构,封板12分盖合于箱体主体11的开口侧,从而限定出容纳空间。这里,箱体10可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
在电池100中,电池单体101可以是多个,多个电池单体101之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体101中既有串联又有并联。多个电池单体101之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体101构成的整体容纳于箱体10内;当然,电池100也可以是多个电池单体101先串联或并联或混联组成电池模块形式,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体10内。电池100还可以包括其他结构,例如,该电池100还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体101之间的电连接。
其中,每个电池单体101可以为二次电池或一次电池;还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池,但不局限于此。电池单体101可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
根据申请的一些实施例,请参考图4和图11,并请进一步参考图2、图3以及图5至图14。
本申请实施例提供的一种电池100,包括箱体10,箱体10包括箱体主体11。箱体主体11具有侧面11a以及与各侧面11a相连接的端面11b,箱体主体11开设有贯穿至少一个侧面11a所形成的电池舱10a,电池舱10a用于容置电池单体101,箱体主体11的端面11b设有电气舱10b,电气舱10b用于容置电气件102,电池舱10a与电气舱10b相连通,以供用于连接电池单体101和电气件102的电性连接件103通过。
通常,电池单体103呈柱状结构,其中,电池单体103的两个电极极片可设置电池单体103的一端,或者,两个电极极片分别设置在电池单体103的相对两端,因此,最终的结构形态上,存在单端设置电极极片的电池单体103和双端设置电极极片的电池单体103。
对于是单端设置电极极片的电池单体103,贯穿箱体主体11的任意一个侧面11a所形成的电池舱10a即可容置该种电池单体103。此时,电池舱10a为一端呈封闭状且另一端呈敞开状。
对于是双端设置电极极片的电池单体103,则需要贯穿箱体主体11的任意两个侧面11a所形成的电池舱10a即可容置该种电池单体103。此时,电池舱10a为两端均呈敞开状,以供两个电极极片同时伸出至外部。
因此,可根据电池单体103的电极极片的伸出方向来确定电池舱10a是否为贯通结构。
参考图12,箱体主体11的形状不做限定,例如,箱体主体11可为圆柱状箱体主体11或立方体箱体主体,当然,还可为其他形状。
箱体主体11通常为立方体箱体主体,该立方体箱体主体具有至少三个侧面11a以及连接各侧面11a的端面11b。在箱体主体11的使用状态下,端面11b是与放置台面相平行的结构面,例如,端面11b包括顶端面和底端面,底端面与放置台面直接接触,而顶端面则是与放置台面相背离的,即,顶端面与放置台面之间形成离地高度。侧面11a则是与放置台面相垂直的,属于箱体主体11的周侧结构面。当箱体主体11为圆柱状箱体主体时,圆柱状箱体主体的侧面11a为弧形侧面,以及,弧形侧面环绕一周且呈平滑过渡。圆柱状箱体主体的端面11b则是同样地以圆柱状箱体主体在使用状态下与放置台面相平行来确定的。
若是单端设置电极极片的电池单体103,立方体箱体主体的任意一个或几个侧面11a被贯穿所形成的单端开口的电池舱10a即可满足容置需求。而圆柱状箱体主体,在弧形侧面的任意处进行一次贯穿也可形成的单端开口的电池舱10a。
对于是双端设置电极极片的电池单体103,立方体箱体主体的任意两个侧面11a被贯穿所形成的双端开口的电池舱10a即可满足容置需求。而圆柱状箱体主体,则在弧形侧面上进行二次贯穿也可形成的双端开口的电池舱10a。
电气舱10b设置箱体主体11的端面11b上,可以是端面11b向下凹陷形成一容置空间,也可以是具有容置空间的舱体固定连接在端面11b上。如此,电池舱10a的空间延伸方向与电气舱10b的空间延伸方向相交错,电池单体101容置于电池舱10a内时,其至少一端的电极极片是暴露在外部的,方便设置在电池单体101端部的电性连接件103引出至电气舱10b,以及,在制造工艺上,可选择电池单体101容置于电池舱10a后,再将电性连接件103设置在电池单体101的端部,如此,电性连接件103进入电气舱10b的路径更加清晰,便于操作人员操作。
示例地,如图4所示,电性连接件103包括高压巴片103a以及低压采样线103b。
电气舱10b和电池舱10a是相连通的,可以理解地,箱体主体11上设有开孔或开槽等结构,以实现电气舱10b和电池舱10a在空间上的连通关系,同时,电性连接件103可通过上述开孔或开槽由电池舱10a延伸至电气舱10b,如此,电性连接件103的路径被限定且规范,便于操作人员安装和后期维修。
本申请实施例的技术效果中,箱体10的箱体主体11具有侧面11a以及端面11b。在箱体主体11上开设有贯穿至少一个侧面11a所形成的电池舱10a,以供电池单体101容置在电池舱10a内来实现固定限位,以及,在箱体主体11的端面11b上形成电气舱10b,以供相应的电气件102进行安装,同时,电池舱10a和电气舱10b之间满足相连通的关系,那么,用于连接电池单体101和电气件102的电性连接件103可由电池舱10a进入电气舱10b,并限定电性连接件103的布设位置。综上,在该种箱体10满足电池单体101和电气件102的集成性安装,提高安装效率,以及,降低质量管控难度。
在一些实施例中,请参考图12和图13,电气舱10b具有底壁10b1,底壁10b1上开设有与电池舱10a相连通的通孔结构10b2。
底壁10b1是电气舱10b靠近电池舱10a的封闭部,是与电气舱10b的开口端相对的。这里,底壁10b1可以由箱体主体11的端面11b向内凹陷形成的,即,底壁10b1属于箱体主体11的一部分。或者,底壁10b1还可以是外设的舱体的底端部,该底端部与箱体主体11的端面11b相连接,也即,底壁10b1不属于箱体主体11。
通孔结构10b2的形状不做限定,可以为圆形通孔、条形通孔以及方形通孔等。
这样,连接于电池单体101端部的走线可通过通孔结构10b2,由电气舱10b的底壁10b1处进入电气舱10b。
在一些实施例中,请参考图11和图12,电气舱10b还具有围设于底壁10b1上的侧壁10b3,在侧壁10b3上开设有与电池舱10a相连通的通孔结构10b2。
侧壁10b3与底壁10b1围合形成具有开口端的且类似凹腔的电气舱10b,因而,根据实际使用需求,通孔结构10b2可设置在侧壁10b3上。如此,走线可通过相对应的通孔结构10b2进入电气舱10b。
在一些实施例中,在侧壁10b3和底壁10b1上均开设有与电池舱10a相连通的通孔结构10b2。
在一些实施例中,请参考图5、图6和图12,电池舱10a包括沿贯穿方向依次连通的第一空腔10a1和第二空腔10a2,第一空腔10a1用于容置电性连接件103,第二空腔10a2用于容置电池单体101,第一空腔10a1与电气舱10b相连通。
其中,贯穿方向是电池单体101插设于箱体主体11上的方向,如此,第一空腔10a1和第二空腔10a2的空间延伸方向相同。此时,电池舱10a为单端开口的电池舱,其通过第一空腔10a1与外部相连通,以及,单端开口的电池舱适用于单端设置电极极片的电池单体103。第一空腔10a1是箱体主体11的相对应侧面11a凹陷或镂空处理形成。第一空腔10a1用于容置设置在电池单体101的端部上的电性连接件103,因此,第一空腔10a1与电气舱10b上的通孔结构10b2相对应,以便于电性连接件103由第一空腔10a1伸入于电气舱10b。第二空腔10a2供电池单体101穿入,第二空腔10a2的空间形状与电池单体101的外形轮廓相适配。例如,电池单体101可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。那么,第二空腔10a2可圆柱状空腔、扁平状空腔以及长方体空腔等。
如此,将各电池单体101安装在第二空腔10a2,电性连接件103则可容置在第一空腔10a1,空间上更加整洁且电性连接件103的分布也更加清晰,同时,不同的电性连接件103通过对应的通孔结构10b2进入电气舱10b,与相应的电气件102进行电性连接。
在一些实施例中,请参考图5、图6和图12,电池舱10a还包括第三空腔10a3,第三空腔10a3与第一空腔10a1相对设置,第三空腔10a3用于容置电气件102的电性连接件103,第三空腔10a3与电气舱10b相连通。
其中,第一空腔10a1、第二空腔10a2以及第三空腔10a3的空间延伸方向相同。此时,电池舱10a为双端开口的电池舱,其通过第一空腔10a1和第三空腔10a3与外部相连通,以及,双端开口的电池舱适用于双端设置电极极片的电池单体103。第一空腔10a1和第三空腔10a3均是箱体主体11的相对应侧面11a凹陷或镂空处理形成,第二空腔10a2则用于连通第一空腔10a1和第三空腔10a3。第一空腔10a1和第三空腔10a3分别用于容置设置在电池单体101相对两端上的电性连接件103,因此,第一空腔10a1和第三空腔10a3与电气舱10b上的通孔结构10b2相对应。第二空腔10a2供电池单体101穿设,第二空腔10a2的空间形状与电池单体101的外形轮廓相适配。
如此,对于电极极片在相对两端的电池单体101,电池单体101安装在第二空腔10a2中,电池单体101的两个电极极片分别位于第一空腔10a1内和第三空腔10a3内,同时,电性连接件103则也分别容置在第一空腔10a1和第三空腔10a3,如此,空间上更加整洁且电性连接件103的分布也更加清晰。
在一些实施例中,请参考图12,第二空腔10a2包括多个子腔10a21,子腔10a21的空间形状与电池单体101的外形轮廓相适配。
各电池单体101在容置于第二空腔10a2中时,可提前进行绑扎,形成整体后安装入箱体主体11内;当然,也可以是未进行绑扎,各电池单体101进行独立地安装。因此,第二空腔10a2的各子腔10a21的空间形状应与电池单体101的外形轮廓相适配。可以理解地,各子腔10a21在箱体主体11上的开设位置不做限定,例如,各子腔10a21可呈阵列分布形式设置在箱体主体11上,或者,按照特定使用要求,进行相应地布设。
如此,子腔10a21与电池单体101一一对应,可将电池单体101进行有效的分隔,防止热失控快速蔓延,而且电池单体101的外形轮廓与子腔10a21的内壁适配度更高,避免空间的浪费。
在一些实施例中,具体地,请参考图5、图8和图12,多个子腔10a21分成至少两个组,同一组的各子腔10a21第一方向相间隔设置,不同组的子腔10a21沿第二方向相层叠设置,并且,相邻的两组中的子腔10a21相交错设置,第一方向和第二方向相垂直。
根据箱体主体11的形状结构,侧面11a可方形侧面或弧形侧面。当为方形侧面时,第一方向为其边长方向为长度方向,第二方向为宽度方向,这样,同一组的各子腔10a21沿方形侧面的长度方向相间隔设置,并且,沿方形侧面的宽度方向相层叠设置;或者,当为弧形侧面时,弧形侧面在贯穿方向上投影形成也是方形投影形状,此时,第一方向为该方形投影形状的长度方向,第二方向为该方形投影形状的宽度方向。相邻的两组中的子腔10a21相交错设置是指当前组的子腔10a21的部分伸入于另一组的两个子腔10a21之间,在布局上各子腔10a21排布更加紧凑。
如此,在相同的布局空间下,各子腔10a21在箱体主体11的分布更加合理和紧凑,能够设置数量更多的子腔10a21。
在一些实施例中,具体地,请参考图图5、图8和图12,子腔10a21为圆柱状腔体,圆柱状腔体用于供圆柱形的电池单体101适配安装,并且,相邻两组的圆柱状腔体相连通设置。
示例地,当前组中位置第一的圆柱状腔体与相邻组中位置第一和第二的圆柱状腔体相连通;当前组中位置第二的圆柱状腔体则与相邻组中位置第二和第三的圆柱状腔体相连通;当前组中位置第三的圆柱状腔体则与相邻组中位置第三和第四的圆柱状腔体相连通,依次类推。因此,在空间上,满足相邻两组的圆柱状腔体呈相连通的设置。
如此,圆柱状腔体与圆柱形的电池单体101的适配程度更高,并且能够提高10a的空间利用率,以及,将相邻两组的圆柱腔体进行相连通设置可满足相应的部件安装需求,即,一次性地设置在各圆柱状腔体内完成相应部件的安装。例如,需要安装加热元件时,加热元件可依照各圆柱形的电池单体101相连通的关系,一次性地布设在其中,以实现对各圆柱状腔体内的圆柱形的电池单体101进行集中热管理。
在一些实施例中,箱体10还包括加热组件13,加热组件13贯穿相邻两组圆柱状腔体的连通空隙处并与圆柱状腔体的内壁相适配。
可以理解地,加热组件13用于对各圆柱状腔体内的电池单体101进行加热,以实现各电池单体101的热量均匀化以及热管理统一化。加热组件13的布设方向与电池腔10a的贯穿方向相同。
在一些实施例中,请参考图8、图9和图14,加热组件13包括弧形导热翅片131以及设于弧形导热翅片131上的加热膜132,弧形导热翅片131与圆柱状腔体的内壁相适配,弧形导热翅片131设于相邻两组的圆柱状腔体的连通空隙处。
弧形导热翅片131作为加热膜132的载体,对其进行支撑和限位,以及,弧形导热翅片131也可调整加热膜132的形状,即,设置在弧形导热翅片131上的加热膜132同样具有相同的弧度,也使得加热膜132更加贴合圆柱形的电池单体101的周向侧壁。
在安装时,加热膜132与弧形导热翅片131组成形成一个整体,沿贯穿方向插设在相邻两组的圆柱状腔体的连通空隙处,那么,在加热膜132进行发热时,热量可传递至朝向加热膜132侧的圆柱形的电池单体101,以及,热量还可通过弧形导热翅片131传递至朝向加热膜132侧的圆柱形的电池单体101,热传递效率更高,并且传热均匀。
这里,弧形导热翅片131的材质不做限定,可为铝材、铜材、高导热塑料等导热物质。
如此,弧形导热翅片131能使加热膜132更加贴合于与圆柱状腔体相适配的圆柱形的电池单体101,并且,使得加热膜132与每个圆柱形的电池单体101贴合面积基本一致,以防止因加热面积大小的偏差所导致加热温差。
在一些实施例中,请参考图14,弧形导热翅片131上设有沿弧形导热翅片131的弧形延展方向延伸布设若干个凸筋结构133,各凸筋结构133沿垂直于弧形导热翅片131的弧形延展方向相间隔设置。
弧形导热翅片131的弧形延展方向与贯穿方向相垂直。凸筋结构133的数量可为一个或者多个,当设置一个凸筋结构133时,可设置在弧形导热翅片131的中部或靠近其长边的一侧,当设置两个凸筋机构时,可设置在弧形导热翅片131的两长边侧,呈相间隔地状态,此时,加热膜132可被围设在两个凸筋结构133之间。
这里,凸筋结构133可采用冲压、焊接等方式凸设弧形导热翅片131的表面,凸筋结构133的截面形状也不做限定,可为弧形、方形等形状。
凸筋结构133可增加弧形导热翅片131的结构强度,以及,稳定弧形导热翅片131的形状,并且,凸筋结构133所围合形成半封区域,对加热膜132起到限位作用,以防止加热膜132发生相对滑动。
在一些实施例中,请参考图14,凸筋结构133凸出于弧形导热翅片131的高度大于加热膜132的厚度。
凸设于弧形导热翅片131的表面的凸筋结构133可在子腔10a21的内壁与弧形导热翅片131的表面之间形成空隙隙,该空隙正好容置加热膜132,避免加热膜132直接与子腔10a21的内壁相接触。
加热膜132与子腔10a21的内壁之间形成相应的空隙,能够避免加热膜132受到物理损伤。
优选地,凸筋结构133凸出于弧形导热翅片131的高度大于等于0.1mm。
在一些实施例中,请参考图9和图14,加热组件13还包括导热胶134,导热胶134设置于弧形导热翅片31的朝向子腔10a21内壁的一侧,或者,导热胶134设置于加热膜134朝向子腔10a21内壁的一侧。
如此,导热胶134用于填充弧形导热翅片131与电池单体101的周侧壁之间的空隙,或填充加热膜132与电池单体101的周侧壁之间的空隙。
导热胶134在未固化时具有流动特性,不限于通过自然凝固、光线照射、物质催化等方式使导热胶134由液态固化为固态。
导热胶134可保证加热膜132将热量传递至圆柱形的电池单体101的连续性,能够避免加热膜132空烧。
在一些实施例中,请参考图11至图13,电气舱10b内设有用于与电气件102相连接的电气件安装结构14。
电气件安装结构14可以是集成在电气舱10b内的紧固件,例如,可为螺柱、螺母、销柱、热熔柱以及卡扣等。可选地,电气件102安装结构14设置在电气舱10b的底壁10b1上。
电气件102可直接安装在电气安装结构,减小相应的结构件设置工序,降低参与组装的零件数量,有利于提高装配效率。
在一些实施例中,请参考图11至图13,电气舱10b的侧壁10b3上设有用于与外设通讯设备相连接的通讯安装结构15,侧壁10b3上形成用于容置外设通讯设备的接头的第一避让槽10b31。
通讯安装结构15为与通讯设备的通讯插件相适配的安装孔、安装槽、安装凸柱等。外设通讯设备的接头安装在对应的安装孔、安装槽、安装凸柱上,同时,为了避免接头凸出于箱体主体,则在可让接头收容于第一避让槽10b31内。
如此,通讯插件可安装在通讯安装结构15上,以与外设通讯设备相连接,实现箱体10的高度集成化。
在一些实施例中,请参考图11至图13,电池舱10a的侧面11a上开设有用于与防水透气件相连接的防水透气安装结构16,第二空腔10a2通过防水透气安装结构16与外部相连通。
防水透气安装结构16可为螺纹孔或中空螺纹柱等,以供外设的防水透气件连接,使得电池舱10a的第二空腔10a2内的气体由第二空腔10a2内至外部的单向透气传输,减小舱体内形成水汽的概率。
如此,可供防水透气件直接安装在箱体主体11上,实现箱体10的高度集成化。
在一些实施例中,请参考图11至图13,电气舱10b的侧壁10b3上开设有用于与防水透气件相连接的防水透气安装结构16,侧壁10b3上形成用于容置防水透气件的第二避让槽10b32。
同理地,防水透气安装结构16可为螺纹孔或中空螺纹柱等,以供外设的防水透气件连接,电气舱10b的气体可电气舱10b内至外部的单向透气传输,减小舱体内形成水汽的概率。同时,为了避免防水透气件凸出于箱体主体,则在可让防水透气件收容于第二避让槽10b32内,使得防水透气件在垂直于端面11b上的投影处于端面11b的投影轮廓范围内。
在一些实施例中,请参考图11至图13,箱体10还包括导电端子17,导电端子17设于端面11b上且位于电气舱10b外,侧壁10b3的拐角处形成用于容置导电端子的第三避让槽10b33。
导电端子17通常为正极导电端子和负极导电端子,其具有导电特性。这里,导电端子17的结构形式不限于锥形端子,螺柱,螺母等。同时,第三避让槽10b33为外部接电结构提供放置空间。
如此,导电端子17可提供终端设备电路接口,实现电路导通。
在一些实施例中,请参考图11,箱体10还包括电气舱封板12a和电池舱封板。电气舱封板12a盖设于电气舱10b的开口端,电池舱封板盖设于电池舱10a的开口端。
电气舱封板12a的形状结构与电气舱10b的开口端的形状相适配,以及,电池舱封板的形状结构与电池舱10a的开口端的形状相适配。同时,各封板12封闭箱体主体11的方式不限于通过紧固件锁附、粘接、焊接等工艺以及与之工艺对应所需的工艺结构。
如此,电气舱10b与电气舱封板12a相围合形成密闭空间,对各电气件102进行气密防护;以及,电池舱封板与电池舱10a相围合形成密封空间,对各电池单体101进行气密防护。
可选地,如图11所示,当电池舱10a为贯通结构,即,电池舱具有两个相对的开口端时,电池舱封板包括电池舱前封板12b和电池舱后封板12c,电池舱前封板12b和电池舱后封板12c则与电池舱10a相围合形成密封空间。
参考图11,当箱体10设置了导电端子17时,导电端子17外露于上述密闭空间之外,使其能够连接外部电路。可选地,导电端子17的数量有两个,分设于箱体10的端面11b上的两个角部,对应角部的位置形成避让槽,导电端子17位于该避让槽内。如此,箱体10整体外形更加规整,无外露突出的部分,便于包装和存放。
参考图11,在一些实施例中,防水透气安装结构16和导电端子17分设于不同的角部,合理利用端面11b上的空间。
在一些实施例中,请参考图2和图4,电池100还包括多个电池单体101、多个电气件102以及电性连接件103,各电池单体101设于箱体10的电池舱10a内,各电气件102设于箱体10的电气舱10b内,电池单体101通过电性连接件103连接于相应的电气件102。
电池单体101可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。电气件102为相应的各类电路板。电性连接件103包括高压巴片103a以及低压采样线103b。
如此,将电池单体101、若干电气件102以及电性连接件103装入箱体10内组装形成成品电池100。
示例地,如图2至图14所示,电池100包括多个圆柱形的电池单体101、多个电气件102、电性连接件103以及箱体10。箱体10包括箱体主体11、电气舱封板12a、电池舱前封板12b、电池舱后封板12c以及加热组件13。箱体主体11呈立方体结构,贯穿箱体主体11相对的两个侧面11a以形成电池舱10a,电池舱10a包括沿贯穿方向依次连通的第一空腔10a1、第二空腔10a2以及第三空腔10a3,第二空腔10a2包括若干子腔10a21,各子腔10a21与圆柱电池100相适配,并且,当圆柱形的电池单体101插设于子腔10a21内时,圆柱形的电池单体101的相对两端分别与第一空腔10a1和第三空腔10a3相对应。在箱体主体11的端面11b上形成电气舱10b,电气舱10b内集成有若干电气件安装结构14。各电气件102安装在电气舱10b内的电气件安装结构14上,在电气舱10b的底壁10b1上开设通孔结构10b2,使得第一空腔10a1和第三空腔10a3通过通孔结构10b2连通于电气舱10b。电性连接件103包括高压巴片103a以及低压采样线103b。高压巴片103a容置于第一空腔10a1内,且通过对应的通孔结构10b2接入电气舱10b,与对应的电气件102进行电性连接。低压采样线103b容置于第二空腔10a2内,且通过对应的通孔结构10b2接入电气舱10b,与对应的电气件102进行电性连接。在箱体主体11还集成有通讯安装结构15、防水透气安装结构16以及导电端子17。电气舱封板12a盖设于电气舱10b的开口端,电池舱前封板12b和电池舱后封板12c分别盖设于电池舱10a相对的两个开口端。
子腔10a21的数量与圆柱形的电池单体101的数量相对应,将各子腔10a21分成若干组,同一组的各子腔10a21沿第一方向相间隔设置,不同组的子腔10a21再沿第二方向相层叠设置,并且,相邻的两组中的子腔10a21相交错设置,并且,相邻两组的子腔10a21相连通设置,加热组件13包括弧形导热翅片131、设于弧形导热翅片131上的加热膜132以及导热胶134,弧形导热翅片131设于相邻两组的子腔10a21的连通空隙处。弧形导热翅片131上还设有凸筋结构133,凸筋结构133沿弧形导热翅片131的长度方向延伸布设,凸筋结构133的数量可为一个或多个,凸筋结构133凸出于弧形导热翅片131的表面的高度大于等于0.1mm。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供一种用电设备1000,包括上述的电池100。
用电设备1000可以是前述任一应用电池100的设备或储能系统。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (21)
1.一种电池,其特征在于:包括箱体,所述箱体包括箱体主体,所述箱体主体具有侧面以及与各所述侧面相连接的端面,所述箱体主体开设有贯穿至少一个所述侧面所形成的电池舱,所述电池舱用于容置电池单体,所述箱体主体的所述端面设有电气舱,所述电气舱用于容置电气件,所述电池舱与所述电气舱相连通,以供用于连接所述电池单体和所述电气件的电性连接件通过。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于:所述电气舱具有底壁,所述底壁上开设有与所述电池舱相连通的通孔结构。
3.根据权利要求1所述的电池,其特征在于:所述电气舱具有侧壁,所述侧壁上开设有与所述电池舱相连通的通孔结构。
4.根据权利要求1、2或3所述的电池,其特征在于:所述电池舱包括沿贯穿方向依次连通的第一空腔以及第二空腔,所述第一空腔用于容置所述电气件的电性连接件,所述第二空腔用于容置所述电池单体,所述第一空腔所述电气舱相连通。
5.根据权利要求4所述的电池,其特征在于:所述电池舱还包括第三空腔,所述第三空腔与所述第一空腔相对设置,所述第三空腔用于容置所述电气件的电性连接件,所述第三空腔与所述电气舱相连通。
6.根据权利要求4所述的电池,其特征在于:所述第二空腔包括多个子腔,所述子腔的空间形状与所述电池单体的外形轮廓相适配。
7.根据权利要求6所述的电池,其特征在于:所述多个子腔分成至少两个组,同一组的各所述子腔沿第一方向相间隔设置,不同组的所述子腔沿第二方向相层叠设置,并且,相邻的两组中的所述子腔相交错设置,所述第一方向与所述第二方向相垂直。
8.根据权利要求7所述的电池,其特征在于:所述子腔为圆柱状腔体,所述圆柱状腔体用于供圆柱形的所述电池单体适配安装,并且,相邻两组的所述圆柱状腔体相连通设置。
9.根据权利要求8所述的电池,其特征在于:所述电池还包括加热组件,所述加热组件贯穿相邻两组所述圆柱状腔体的连通空隙处并与所述圆柱状腔体的内壁相适配。
10.根据权利要求9所述的电池,其特征在于:所述加热组件包括弧形导热翅片以及设于所述弧形导热翅片上的加热膜,所述弧形导热翅片与所述圆柱状腔体的内壁相适配,所述弧形导热翅片设于相邻两组的所述圆柱状腔体的连通空隙处。
11.根据权利要求10所述的电池,其特征在于:所述弧形导热翅片上设有沿所述弧形导热翅片的弧形延展方向延伸布设的若干个凸筋结构,各所述凸筋结构沿垂直于所述弧形导热翅片的弧形延展方向相间隔设置。
12.根据权利要求11所述的电池,其特征在于:所述凸筋结构凸出于所述弧形导热翅片的表面的高度大于所述加热膜的厚度。
13.根据权利要求10所述的电池,其特征在于:所述加热组件还包括导热胶,所述导热胶设置于所述弧形导热翅片的朝向所述子腔内壁的一侧,或者,所述导热胶设置于所述加热膜朝向所述子腔内壁的一侧。
14.根据权利要求1至3任一项所述的电池,其特征在于:所述电气舱内设有用于与所述电气件相连接的电气件安装结构。
15.根据权利要求3所述的电池,其特征在于:所述电气舱的所述侧壁上设有用于与外设通讯设备相连接的通讯安装结构,所述侧壁上形成用于容置所述外设通讯设备的接头的第一避让槽。
16.根据权利要求4所述的电池,其特征在于:所述电池舱的所述侧面上开设有用于与防水透气件相连接的防水透气安装结构,所述第二空腔通过所述防水透气安装结构与外部相连通。
17.根据权利要求3所述的电池,其特征在于:所述电气舱的所述侧壁上开设有用于与防水透气件相连接的防水透气安装结构,所述侧壁上形成用于容置所述防水透气件的第二避让槽。
18.根据权利要求3所述的电池,其特征在于:所述箱体还包括导电端子,所述导电端子设于所述端面上且位于所述电气舱外,所述侧壁的拐角处形成用于容置所述导电端子的第三避让槽。
19.根据权利要求1至3任一项所述的电池,其特征在于:所述箱体还包括电气舱封板以及电池舱封板,所述电气舱封板盖设于所述电气舱的开口端,所述电池舱封板盖设于所述电池舱的开口端。
20.根据权利要求1至3任一项所述的电池,其特征在于:所述电池还包括多个电池单体、多个电气件以及电性连接件,各所述电池单体设于所述电池舱内,各所述电气件设于所述电气舱内,所述电池单体通过所述电性连接件连接于相应的所述电气件。
21.一种用电设备,其特征在于:包括如权利要求1至20任一项所述的电池。
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Date | Code | Title | Description |
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GR01 | Patent grant | ||
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