CN221041416U - 电池及用电装置 - Google Patents

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CN221041416U CN202420440311.9U CN202420440311U CN221041416U CN 221041416 U CN221041416 U CN 221041416U CN 202420440311 U CN202420440311 U CN 202420440311U CN 221041416 U CN221041416 U CN 221041416U
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梅敏
方少杰
贾峰
高健
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Abstract

本申请提供了一种电池及用电装置。电池包括第一部件、第二部件、连接件和垫片,连接件用于连接第一部件和第二部件,连接件包括相连的杆部和头部,杆部穿过第一部件和第二部件,头部位于第一部件远离第二部件的一侧。垫片具有通孔,杆部穿过通孔,垫片的至少部分夹设于头部和第一部件之间,在通孔的径向上,垫片的厚度沿远离通孔的方向呈单调变化,通孔的孔壁与杆部之间具有间隙。根据本申请能够有效提高电池的相关部件之间的连接稳固性。

Description

电池及用电装置
技术领域
本申请涉及新能源技术领域,特别涉及一种电池及用电装置。
背景技术
随着新能源技术的发展,电池的应用越来越广泛,例如应用于手机、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上。
在电池制造过程中,往往采用连接件将电池的相关部件固定在一起,由于电池的相关部件在制造过程中的拔模角度或者制造误差等因素,会影响到电池的相关部件之间的连接稳固性,从而导致电池的可靠性降低。因此,如何有效提高电池的相关部件之间的连接稳固性是电池技术中一个亟待解决的问题。
实用新型内容
鉴于上述问题,本申请提供了一种电池及用电装置,能够有效提高电池的相关部件之间的连接稳固性。
第一方面,本申请实施例提供了一种电池,电池包括第一部件、第二部件、连接件和垫片,连接件用于连接第一部件和第二部件,连接件包括相连的杆部和头部,杆部穿过第一部件和第二部件,头部位于第一部件远离第二部件的一侧。垫片具有通孔,杆部穿过通孔,垫片的至少部分夹设于头部和第一部件之间,在通孔的径向上,垫片的厚度沿远离通孔的方向呈单调变化,通孔的孔壁与杆部之间具有间隙。
上述技术方案在连接件的头部与第一部件之间的间距不均匀时,能够通过灵活调整垫片与连接件之间的相对位置,以使垫片厚度较大的部位填充于连接件的头部与第一部件之间的较大间距位置处,垫片厚度较小的部位填充于连接件的头部与第一部件之间的较小间距位置处,以显著改善连接件的头部和第一部件之间接触面积受限的问题,能够提高连接件的头部和第一部件之间接触面的均匀性,有助于分散压力,减少局部应力,减小连接件与第一部件之间的连接界面压溃的风险,提高第一部件与第二部件之间的连接稳固性,从而能够有效地提高电池整体的可靠性。
在第一方面的一些实施例中,垫片面向头部的一侧具有第一表面,第一表面的至少部分与头部贴合,第一表面为圆弧面,且头部的靠近杆部的一侧表面的形状与第一表面的形状相适配。
上述技术方案中,当需要调整连接件与垫片之间的相对位置时,连接件的头部与垫片之间的圆弧面配合使得连接件与垫片之间的相对移动更加流畅,从而能够有效地提升垫片的调节效率和精确性。另外,这种设计还能够提高连接件与垫片之间连接界面的压力分布的均匀性,从而进一步提高连接的稳固性。
在第一方面的一些实施例中,垫片还包括与第一表面相背的第二表面,第二表面为平面。
第二表面作为垫片与第一部件直接接触的表面,将其设计为平面不仅能够显著增加垫片与第一部件之间的接触面积,而且还有利于提升垫片与第一部件之间连接界面的压力分布的均匀性,有助于减小局部过度应力的风险,从而进一步提高连接的稳固性。另外,还能够使得垫片与第一部件紧密贴合,保持良好的密封性能。
在第一方面的一些实施例中,第一表面沿远离第二表面的方向凸出设置。
上述技术方案通过将垫片的第一表面设置为沿远离第二表面的方向凸出设置的凸圆弧面,使得垫片的厚度沿远离通孔的方向逐渐减小,在连接件的头部与垫片进行相对移动时,垫片与连接件的头部之间的阻力相对较小,能够更加轻松地调整垫片与连接件之间的相对位置,从而能够有效地提升电池的装配效率。
在第一方面的一些实施例中,第一表面沿靠近第二表面的方向凹陷设置。
上述技术方案通过将垫片的第一表面设置为沿靠近第二表面的方向凹陷设置的凹圆弧面,使得垫片的厚度沿远离通孔的方向逐渐增大,在连接件固定连接后能够一定程度上限制连接件的头部沿远离通孔的方向的移动,从而能够提高连接件的稳定性。
在第一方面的一些实施例中,杆部包括相连的第一段和第二段,第一段连接于头部和第二段之间,第一段沿通孔的径向上的第一尺寸d1小于第二段沿通孔的径向上的第二尺寸d2。
上述技术方案通过将杆部设置为包括第一段和第二段,能够在提升垫片的调节效果的同时,兼顾连接件的连接稳固性。另外,还能够通过对第一段的第一尺寸d1和第二段的第二尺寸d2进行灵活地调整,以适应多种不同的装配要求,从而能够显著提高连接件的适用性。
在第一方面的一些实施例中,杆部还包括第三段,第三段连接于第一段和第二段之间,在第一段至第二段的方向上,第三段沿通孔的径向上的第三尺寸d3逐渐增大。
上述技术方案的第三段不仅能够为第一段和第二段提供平滑的力学过渡,减少了材料疲劳和应力集中而导致杆部断裂的风险,从而提高了连接件的结构稳定性。
在第一方面的一些实施例中,垫片包括弹性体。
弹性体可以根据连接件和第一部件的形状发生自适应的弹性形变,从而改善连接件和第一部件的连接界面受力的均匀性,提高连接可靠性。
在第一方面的一些实施例中,头部包括传力件和法兰件,法兰件连接于传力件和杆部之间,法兰件沿通孔的径向上凸出于传力件。
上述技术方案将头部依据特定的功能细分为传力件和法兰件,并通过对传力件和法兰件进行差异化设计,能够在增强连接的稳定性和密封效果的同时,兼顾优化电池的能量密度。另外,还能够通过对传力件和法兰件的结构形状和尺寸进行灵活地调整,以适应多种不同的装配要求,从而能够显著提高连接件的适用性。
在第一方面的一些实施例中,垫片包括主体部和凸部,凸部凸出于主体部的周向侧面且环绕主体部设置。
上述技术方案在需要调整连接件与垫片之间的相对位置时,操作人员可以方便地夹持凸部,以对垫片进行移动操控,并准确地调整垫片与连接件之间的相对位置。这样的设计极大地简化了垫片位置调节的过程,使得操作人员能够轻松、准确地移动垫片以调整其与连接件的相对位置,从而能够有效地提升电池的装配效率。
在第一方面的一些实施例中,第二部件为箱体,箱体包括相连的第一壁和第二壁,第一壁的外表面相对于第二壁所在的平面倾斜设置,第一部件连接于外表面。
上述技术方案能够显著改善在箱体的第一壁的外表面上安装第一部件时连接件的头部和第一部件之间接触面积受限的问题,减小连接件与第一部件之间的连接界面压溃的风险,从而提高第一部件与箱体之间的连接稳固性,从而能够有效地提高电池整体的可靠性。
第二方面,本申请提供一种用电装置,其包括第二方面任一实施例提供的电池,电池用于提供电能。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1为本申请一些实施例所提供的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例所提供的一种电池的爆炸结构示意图;
图3为本申请一些实施例所提供的一种电池模块的立体结构示意图;
图4为本申请一些实施例所提供的一种电池的局部结构示意图;
图5为图4沿A-A的剖面结构示意图;
图6为本申请一些实施例所提供的一种连接件与垫片配合的剖面结构示意图;
图7为本申请一些实施例所提供的一种垫片的结构示意图;
图8为图7沿B-B的剖面结构示意图;
图9为本申请一些实施例所提供的另一种连接件与垫片配合的剖面结构示意图;
图10为本申请一些实施例所提供的另一种垫片的结构示意图;
图11为图10沿C-C的剖面结构示意图;
图12为本申请一些实施例所提供的一种连接件的结构示意图;
图13为本申请一些实施例所提供的又一种垫片的结构示意图;
图14为图13沿D-D的剖面结构示意图。
具体实施方式中的附图标号如下:
1、车辆;2、电池;3、控制器;4、马达;5、箱体;5a、第一箱体部;5b、第二箱体部;5c、容纳空间;6、电池模块;7、电池单体;
10、第一部件;20、第二部件;30、连接件;31、杆部;311、第一段;312、第二段;313、第三段;32、头部;321、传力件;322、法兰件;40、垫片;41、通孔;42、第一表面;43、第二表面;44、主体部;45、凸部;F、厚度;X、径向;Y、厚度方向。
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、完整地描述,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它实施例,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;在本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)。
本申请中术语“平行”不仅包括绝对平行的情况,也包括了工程上常规认知的大致平行的情况;同时,“垂直”也不仅包括绝对垂直的情况,还包括工程上常规认知的大致垂直的情况。
本申请中,电池单体可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等,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。
本申请的实施例所提到的电池可以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。电池单体有多个时,多个电池单体通过汇流部件串联、并联或混联。
在一些实施例中,电池可以为电池模块;电池单体有多个时,多个电池单体排列并固定形成一个电池模块。
在一些实施例中,电池可以为电池包,电池包包括箱体和电池单体,电池单体或电池模块容纳于箱体中。
在一些实施例中,箱体可以作为车辆的底盘结构的一部分。例如,箱体的部分可以成为车辆的地板的至少一部分,或者,箱体的部分可以成为车辆的横梁和纵梁的至少一部分。
在一些实施例中,电池可以为储能装置。储能装置包括储能集装箱、储能电柜等。
随着新能源技术的发展,电池的应用越来越广泛,例如应用于手机、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上。
在电池制造过程中,往往采用连接件将电池的相关部件固定在一起,由于电池的相关部件在制造过程中的拔模角度或者制造误差等因素,会影响到电池的相关部件之间的连接稳固性,从而导致电池整体的可靠性降低。
例如,电池的箱体在制造完成后往往会存在一定的拔模角度,使得电池的箱体的侧面会相对于其底面产生一定的倾斜。当通过连接件在电池的箱体的侧面上安装其他零部件时,这种倾斜会导致连接件与电池的箱体的侧面或者其他零部件之间的间距不均匀,使得连接件与电池的箱体的侧面或者其他零部件之间的接触面积受限,容易造成连接件与电池的箱体的侧面或者其他零部件之间的连接界面压溃的风险,影响连接的稳固性,从而会直接影响到电池整体的可靠性。
基于以上考虑,本申请设计了一种电池,电池包括第一部件、第二部件、连接件和垫片,连接件用于连接第一部件和第二部件,连接件包括相连的杆部和头部,杆部穿过第一部件和第二部件,头部位于第一部件远离第二部件的一侧。垫片具有通孔,杆部穿过通孔,垫片的至少部分夹设于头部和第一部件之间,在通孔的径向上,垫片的厚度沿远离通孔的方向呈单调变化,通孔的孔壁与杆部之间具有间隙。
上述技术方案在连接件的头部与第一部件之间的间距不均匀时,能够通过灵活调整垫片与连接件之间的相对位置,以使垫片厚度较大的部位填充于连接件的头部与第一部件之间的较大间距位置处,垫片厚度较小的部位填充于连接件的头部与第一部件之间的较小间距位置处,以显著改善连接件的头部和第一部件之间接触面积受限的问题,能够提高连接件的头部和第一部件之间接触面的均匀性,有助于分散压力,减少局部应力,减小连接件与第一部件之间的连接界面压溃的风险,提高连接的稳固性,从而能够有效地提高电池整体的可靠性。
本申请实施例描述的技术方案适用于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。
应理解,本申请实施例描述的技术方案不仅仅局限适用于上述所描述的电池和用电设备,还可以适用于所有包括电池的箱体的电池以及使用电池的用电设备,但为描述简洁,下述实施例均以电动车辆为例进行说明。
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。
继续参考图1,车辆1的内部设置有电池2,电池2可以设置在车辆1的底部或螺头或尾部。电池2可以用于车辆1的供电,例如,电池2可以作为车辆1的操作电源。
车辆1还可以包括控制器3和马达4,控制器3用来控制电池2为马达4供电,例如,用于车辆1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2不仅仅可以作为车辆1的操作电源,还可以作为车辆1的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸示意图。
继续参考图2,电池2包括电池的箱体5和电池单体,电池单体容纳于电池的箱体5内。
电池的箱体5用于容纳电池单体,电池的箱体5可以是多种结构。在一些实施例中,电池的箱体5可以包括第一箱体部5a和第二箱体部5b,第一箱体部5a与第二箱体部5b相互盖合,第一箱体部5a和第二箱体部5b共同限定出用于容纳电池单体的容纳空间5c。第二箱体部5b可以是一端开口的空心结构,第一箱体部5a为板状结构,第一箱体部5a盖合于第二箱体部5b的开口侧,以形成具有容纳空间5c的电池的箱体5;第一箱体部5a和第二箱体部5b也均可以是一侧开口的空心结构,第一箱体部5a的开口侧盖合于第二箱体部5b的开口侧,以形成具有容纳空间5c的电池的箱体5。当然,第一箱体部5a和第二箱体部5b可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
为提高第一箱体部5a与第二箱体部5b连接后的密封性,第一箱体部5a与第二箱体部5b之间也可以设置密封件,比如,密封胶、密封圈等。
假设第一箱体部5a盖合于第二箱体部5b的顶部,第一箱体部5a亦可称之为上箱盖,第二箱体部5b亦可称之为下箱体。
在电池2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电池的箱体5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6,多个电池模块6再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于电池的箱体5内。
图3为本申请一些实施例所提供的一种电池模块的立体结构示意图。
在一些实施例中,继续参考图,电池单体7为多个,多个电池单体7先串联或并联或混联组成电池模块6。多个电池模块6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6中的多个电池单体7之间可通过汇流部件实现电连接,以实现电池模块6中的多个电池单体7的并联或串联或混联。
图4为本申请一些实施例所提供的一种电池的局部结构示意图,图5为图4沿A-A的剖面结构示意图,图6为本申请一些实施例所提供的一种连接件与垫片配合的剖面结构示意图,图7为本申请一些实施例所提供的一种垫片的结构示意图,图8为图7沿B-B的剖面结构示意图。
继续参考图4至图8,本申请实施例提供了一种电池2,电池2包括第一部件10、第二部件20、连接件30和垫片40,连接件30用于连接第一部件10和第二部件20,连接件30包括相连的杆部31和头部32,杆部31穿过第一部件10和第二部件20,头部32位于第一部件10远离第二部件20的一侧。垫片40具有通孔41,杆部31穿过通孔41,垫片40的至少部分夹设于头部32和第一部件10之间,在通孔41的径向X上,垫片40的厚度F沿远离通孔41的方向呈单调变化,通孔41的孔壁与杆部31之间具有间隙。
示例性地,第一部件10和第二部件20中的一者为电池2的箱体5,第一部件10和第二部件20中的另一者为安装在箱体5上的零部件,例如,连接器、传感器或者通讯接口等。连接件30可以是但不局限于螺栓、螺钉或者铆钉等,其中,在连接件30为螺栓的情况下,连接件30的杆部31上设置有螺纹。为了更清楚地描述本申请实施例,下面以第一部件10为连接器,第二部件20为箱体5,连接件30为螺栓为例进行说明。
连接件30的主要功能是固定连接第一部件10和第二部件20,连接件30的头部32可以可拆卸地连接于杆部31,也可以一体设置在杆部31。头部32可以直接与杆部31相连接,也可以通过其它部件限制在杆部31上。作为示例,头部32与杆部31的连接方式可以是但不局限于螺栓连接、焊接、铆接或者卡接等。
可选地,杆部31和头部32为一体成型结构。一方面,无需通过额外的连接工艺将杆部31和头部32进行连接,简化了制作工艺流程。另一方面,相比于通过额外的连接工艺将杆部31和头部32进行连接,呈一体式结构的杆部31和头部32之间具有更高的连接牢固度。
可选地,连接件30可以是但不局限于由钢、铁、铜、铜合金、铝或者铝合金等材料制成的。
垫片40的主要功能是填充连接件30头部32与第一部件10之间的缝隙。通孔41沿垫片40的厚度方向Y贯穿垫片40,通孔41形状可以是但不局限于圆形、矩形、三角形或者多边形等。垫片40的至少部分夹设于头部32和第一部件10之间,换言之,垫片40的一部分夹设于头部32和第一部件10之间,或者,垫片40的全部夹设于头部32和第一部件10之间。
通孔41的孔壁与杆部31之间具有间隙,换言之,通孔41的径向X尺寸大于杆部31在通孔41的径向X上的尺寸,以使连接件30的杆部31穿过通孔41后,连接件30能够与垫片40之间相对移动。在通孔41的径向X上,垫片40的厚度F沿远离通孔41的方向呈单调变化,其中,通孔41的径向X可以理解为垂直于垫片40的厚度方向Y的方向,单调变化指的是逐渐增大或者逐渐减小,也就是说,垫片40的厚度F沿远离通孔41的方向逐渐增大或者逐渐减小。
在一个示例中,垫片40的厚度F可以是沿远离通孔41的方向一直变化的。
在一个示例中,垫片40包括第一部分和第二部分,第二部分连接于第一部分且沿第一部分的周向环绕第一部分设置,通孔41设置于第一部分,在通孔41的径向X上,第一部分的厚度F沿远离通孔41的方向呈单调变化,第二部分的厚度F恒定不变。可选地,第一部分沿通孔41的径向X上的尺寸大于连接件30的头部32沿通孔41的径向X上的尺寸。
可选地,垫片40可以是但不局限于由金属或者非金属材料制成的,例如,金属材料可以是钢、铁、铜、铜合金、铝或者铝合金等;非金属材料可以是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯或者木材等。
上述技术方案在连接件30的头部32与第一部件10之间的间距不均匀时,能够通过灵活调整垫片40与连接件30之间的相对位置,以使垫片40厚度F较大的部位填充于连接件30的头部32与第一部件10之间的较大间距位置处,垫片40厚度F较小的部位填充于连接件30的头部32与第一部件10之间的较小间距位置处,以显著改善连接件30的头部32和第一部件10之间接触面积受限的问题,能够提高连接件30的头部32和第一部件10之间接触面的均匀性,有助于分散压力,减少局部应力,减小连接件30与第一部件10之间的连接界面压溃的风险,提高第一部件10与第二部件20之间的连接稳固性,从而能够有效地提高电池2整体的可靠性。
在一些实施例中,垫片40面向头部32的一侧具有第一表面42,第一表面42的至少部分与头部32贴合,第一表面42为圆弧面,且头部32的靠近杆部31的一侧表面的形状与第一表面42的形状相适配。
示例性地,头部32的靠近杆部31的一侧表面的形状与第一表面42的形状相适配,在第一表面42为圆弧面的情况下,头部32的靠近杆部31的一侧表面也为圆弧面,以使第一表面42的至少部分能够与头部32的靠近杆部31的一侧表面贴合。
上述技术方案中,当需要调整连接件30与垫片40之间的相对位置时,连接件30的头部32与垫片40之间的圆弧面配合使得连接件30与垫片40之间的相对移动更加流畅,从而能够有效地提升垫片40的调节效率和精确性。另外,这种设计还能够提高连接件30与垫片40之间连接界面的压力分布的均匀性,从而进一步提高连接的稳固性。
在一些实施例中,垫片40还包括与第一表面42相背的第二表面43,第二表面43为平面。
示例性地,第二表面43为平面的意思是,垫片40的第二表面43位于同一几何平面内。需要说明的时,平面不仅包括绝对平面的情况,也包括了工程上常规认知的大致平面的情况。
第二表面43作为垫片40与第一部件10直接接触的表面,将其设计为平面不仅能够显著增加垫片40与第一部件10之间的接触面积,而且还有利于提升垫片40与第一部件10之间连接界面的压力分布的均匀性,有助于减小局部过度应力的风险,从而进一步提高连接的稳固性。另外,还能够使得垫片40与第一部件10紧密贴合,保持良好的密封性能。
在一些实施例中,第一表面42沿远离第二表面43的方向凸出设置。
示例性地,第一表面42为沿远离第二表面43的方向凸出的凸圆弧面,由于头部32的靠近杆部31的一侧表面的形状与第一表面42的形状相适配,以使第一表面42的至少部分能够与头部32的靠近杆部31的一侧表面贴合,因此,头部32的靠近杆部31的一侧表面为沿远离杆部31的方向凹陷的凹圆弧面。
上述技术方案通过将垫片40的第一表面42设置为沿远离第二表面43的方向凸出设置的凸圆弧面,使得垫片40的厚度F沿远离通孔41的方向逐渐减小,在连接件30的头部32与垫片40进行相对移动时,垫片40与连接件30的头部32之间的阻力相对较小,能够更加轻松地调整垫片40与连接件30之间的相对位置,从而能够有效地提升电池2的装配效率。
图9为本申请一些实施例所提供的另一种连接件30与垫片40配合的剖面结构示意图,图10为本申请一些实施例所提供的另一种垫片40的结构示意图,图11为图10沿C-C的剖面结构示意图。
继续参考图9至图10,在一些实施例中,第一表面42沿靠近第二表面43的方向凹陷设置。
示例性地,第一表面42为沿靠近第二表面43的方向凹陷的凹圆弧面,由于头部32的靠近杆部31的一侧表面的形状与第一表面42的形状相适配,以使第一表面42的至少部分能够与头部32的靠近杆部31的一侧表面贴合,因此,头部32的靠近杆部31的一侧表面为沿靠近杆部31的方向凸出的凸圆弧面。
上述技术方案通过将垫片40的第一表面42设置为沿靠近第二表面43的方向凹陷设置的凹圆弧面,使得垫片40的厚度F沿远离通孔41的方向逐渐增大,在连接件30固定连接后能够一定程度上限制连接件30的头部32沿远离通孔41的方向的移动,从而能够提高连接件30的稳定性。
图12为本申请一些实施例所提供的一种连接件30的结构示意图。
继续参考图12,在一些实施例中,杆部31包括相连的第一段311和第二段312,第一段311连接于头部32和第二段312之间,第一段311沿通孔41的径向X上的第一尺寸d1小于第二段312沿通孔41的径向X上的第二尺寸d2。
示例性地,第一段311可以理解为杆部31穿设于垫片40的通孔41的部分,第二段312可以理解为杆部31与第一部件10或者第二部件20连接的部分。例如,在连接件30为螺栓的情况下,螺纹设置在第二段312上。
第一段311的第一尺寸d1相对较小,能够使得通孔41的孔壁与第一段311之间的间隙得以进一步增大,这增加的间隙允许连接件30与垫片40之间有更大的相对移动范围,能够扩大位于垫片40与第一部件10之间的垫片40的厚度F范围,从而能够有效提升垫片40的调节效果。第二段312的第二尺寸d2相对较大,意味着连接件30与第一部件10或者第二部件20能够产生更多的接触面积,从而提供了更强的锁附力,能够提高连接件30的连接稳固性。
可选地,第一段311和第二段312进行差异化设计,以提高连接件30设置的灵活性。例如,第一段311选用较轻的铝材制成,第二段312选用刚度较高的钢材制成,刚度较高的第二段312的连接稳固性较高,较轻的第一段311有利于减小连接件30整体的重量,如此,在使得连接件30保持较好的连接稳固性的同时,还能够进一步优化电池2的能量密度。
可选地,第一段311和第二段312可以由相同的材料制成的,以简化制备工艺流程,有利于降低成本。
第二段312可以可拆卸地连接于第一段311,也可以一体设置在第一段311。第二段312可以直接与第一段311相连接,也可以通过其它部件限制在第一段311上。作为示例,第二段312与第一段311的连接方式可以是但不局限于螺栓连接、焊接、铆接或者卡接等。
可选地,第一段311和第二段312为一体成型结构。一方面,无需通过额外的连接工艺将第一段311和第二段312进行连接,简化了制作工艺流程。另一方面,相比于通过额外的连接工艺将第一段311和第二段312进行连接,呈一体式结构的第一段311和第二段312之间具有更高的连接牢固度。
上述技术方案通过将杆部31设置为包括第一段311和第二段312,能够在提升垫片40的调节效果的同时,兼顾连接件30的连接稳固性。另外,还能够通过对第一段311的第一尺寸d1和第二段312的第二尺寸d2进行灵活地调整,以适应多种不同的装配要求,从而能够显著提高连接件30的适用性。
在一些实施例中,杆部31还包括第三段313,第三段313连接于第一段311和第二段312之间,在第一段311至第二段312的方向上,第三段313沿通孔41的径向X上的第三尺寸d3逐渐增大。
示例性地,第三段313可以理解为连接于第一段311和第二段312之间的过渡段,第三段313沿通孔41径向X上的第三尺寸d3从靠近第一段311远离头部32的一端开始逐渐增大,直到第二段312靠近头部32的一端,有助于具有不同的沿通孔41径向X上的尺寸的第一段311到第二段312之间的平滑过渡。
可选地,第三段313的第三尺寸d3的增大可以是线性的或者阶梯式的,可根据实际的应用环境进行选择。
第三段313可以可拆卸地连接于第一段311和第二段312之间,也可以一体设置在第一段311和第二段312上。第二段312可以直接与第一段311和第二段312相连接,也可以通过其它部件限制在第一段311和第二段312上。作为示例,第三段313与第一段311的连接方式和第三段313与第二段312的连接方式均可以是但不局限于螺栓连接、焊接、铆接或者卡接等。
可选地,第一段311、第二段312和第三段313为一体成型结构。一方面,无需通过额外的连接工艺将第一段311、第二段312和第三段313进行连接,简化了制作工艺流程。另一方面,相比于通过额外的连接工艺将第一段311、第二段312和第三段313进行连接,呈一体式结构的第一段311、第二段312和第三段313之间具有更高的连接牢固度。
上述技术方案的第三段313不仅能够为第一段311和第二段312提供平滑的力学过渡,减少了材料疲劳和应力集中而导致杆部31断裂的风险,从而提高了连接件30的结构稳定性。
在一些实施例中,垫片40包括弹性体。
示例性地,垫片40可以是由具有弹性的金属材料或者非金属材料制成的,例如,金属材料可以是但不局限于钢、铝合金、镍钛合金、铍铜合金或者锰铜合金等,非金属材料可以是但不局限于橡胶、硅胶、聚氨酯或者尼龙等。
弹性体可以根据连接件30和第一部件10的形状发生自适应的弹性形变,从而改善连接件30和第一部件10的连接界面受力的均匀性,提高连接可靠性。
在一些实施例中,头部32包括传力件321和法兰件322,法兰件322连接于传力件321和杆部31之间,法兰件322沿通孔41的径向X上凸出于传力件321。
示例性地,传力件321的主要功能是与外部工具协作,以便操作人员能够使用相应的工具对其施力,进而实现对连接件30的紧固操作。鉴于其功能,传力件321可以设计成较小尺寸,能够减少连接件30的整体空间占用率,有助于提高电池2的能量密度。法兰件322的主要作用是与垫片40接触,提供必要的连接摩擦力。鉴于其功能,法兰件322在结构上设计为沿通孔41径向X上凸出于传力件321,这种凸出的设计能够增加法兰件322与垫片40之间的接触面积,从而增强了连接的稳定性和密封效果。
传力件321可以可拆卸地连接于法兰件322,也可以一体设置在法兰件322。传力件321可以直接与法兰件322相连接,也可以通过其它部件限制在法兰件322上。作为示例,传力件321与法兰件322的连接方式可以是但不局限于螺栓连接、焊接、铆接或者卡接等。
可选地,传力件321和法兰件322为一体成型结构。一方面,无需通过额外的连接工艺将传力件321和法兰件322进行连接,简化了制作工艺流程。另一方面,相比于通过额外的连接工艺将传力件321和法兰件322进行连接,呈一体式结构的传力件321和法兰件322之间具有更高的连接牢固度。
上述技术方案将头部32依据特定的功能细分为传力件321和法兰件322,并通过对传力件321和法兰件322进行差异化设计,能够在增强连接的稳定性和密封效果的同时,兼顾优化电池2的能量密度。另外,还能够通过对传力件321和法兰件322的结构形状和尺寸进行灵活地调整,以适应多种不同的装配要求,从而能够显著提高连接件30的适用性。
图13为本申请一些实施例所提供的又一种垫片40的结构示意图,图14为图13沿D-D的剖面结构示意图。
继续参考图13至图14,在一些实施例中,垫片40包括主体部44和凸部45,凸部45凸出于主体部44的周向侧面且环绕主体部44设置。
示例性地,主体部44是垫片40的用于填充连接件30头部32与第一部件10之间的缝隙的主要功能部位,凸部45的主要作用是便于操作人员的夹持,以对垫片40进行移动操控,实现垫片40与连接件30相对位置的调节。具体来说,凸部45沿通孔41径向X上凸出于连接件30的头部32,且凸部45与第一部件10之间具有一定的缝隙,方便操作人员通过夹持工具伸入凸部45与第一部件10之间的缝隙内对凸部45进行夹持。
凸部45可以可拆卸地连接于主体部44,也可以一体设置在主体部44。凸部45可以直接与主体部44相连接,也可以通过其它部件限制在主体部44上。作为示例,凸部45与主体部44的连接方式可以是但不局限于螺栓连接、焊接、铆接或者卡接等。
可选地,主体部44和凸部45为一体成型结构。一方面,无需通过额外的连接工艺将主体部44和凸部45进行连接,简化了制作工艺流程。另一方面,相比于通过额外的连接工艺将主体部44和凸部45进行连接,呈一体式结构的主体部44和凸部45之间具有更高的连接牢固度。
上述技术方案在需要调整连接件30与垫片40之间的相对位置时,操作人员可以方便地夹持凸部45,以对垫片40进行移动操控,并准确地调整垫片40与连接件30之间的相对位置。这样的设计极大地简化了垫片40位置调节的过程,使得操作人员能够轻松、准确地移动垫片40以调整其与连接件30的相对位置,从而能够有效地提升电池2的装配效率。
在一些实施例中,第二部件20为箱体5,箱体5包括相连的第一壁和第二壁,第一壁的外表面相对于第二壁所在的平面倾斜设置,第一部件10连接于外表面。
示例性地,箱体5包括用于容纳电池单体7的容纳空间5c,第一壁的外表面可以是相对于第二壁所在的平面沿靠近容纳空间5c的方向倾斜设置,第一壁的外表面也可以是相对于第二壁所在的平面沿远离容纳空间5c的方向倾斜设置。
在一个示例中,第一壁可以是箱体5的侧壁,第二壁可以是箱体5的底壁。由于在箱体5的制造过程中存在拔模角度,使得箱体5的侧壁的外表面相对于底壁所在的平面倾斜。
在另一个示例中,第一壁可以是箱体5的第一侧壁,第二壁可以是箱体5的第二侧壁,第一侧壁和第二侧壁是箱体5的相邻的两个侧壁。由于在箱体5的制造过程中存在拔模角度,使得箱体5的第一侧壁的外表面相对于第二侧壁所在的平面倾斜。
上述技术方案能够显著改善在箱体5的第一壁的外表面上安装第一部件10时连接件30的头部32和第一部件10之间接触面积受限的问题,减小连接件30与第一部件10之间的连接界面压溃的风险,从而提高第一部件10与箱体5之间的连接稳固性,从而能够有效地提高电池2整体的可靠性。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种用电装置,包括以上任一方案的电池2,电池2单用于提供电能。
为更好地理解本申请实施例提供的电池2,基于相同的发明构思,在此提供上述电池2在实际应用中的实施例进行说明。
本申请实施例提供了一种电池2,电池2包括第一部件10、第二部件20、连接件30和垫片40,连接件30用于连接第一部件10和第二部件20,连接件30包括相连的杆部31和头部32,杆部31穿过第一部件10和第二部件20,头部32位于第一部件10远离第二部件20的一侧。垫片40具有通孔41,杆部31穿过通孔41,垫片40的至少部分夹设于头部32和第一部件10之间,在通孔41的径向X上,垫片40的厚度F沿远离通孔41的方向呈单调变化,通孔41的孔壁与杆部31之间具有间隙。
垫片40包括沿自身厚度方向Y上相背的第一表面42和第二表面43,第一表面42的至少部分与头部32的靠近杆部31的一侧表面贴合,第一表面42为圆弧面,第二表面43为平面,头部32的靠近杆部31的一侧表面的形状与第一表面42的形状相适配。
上述技术方案在连接件30的头部32与第一部件10之间的间距不均匀时,能够通过灵活调整垫片40与连接件30之间的相对位置,以使垫片40厚度F较大的部位填充于连接件30的头部32与第一部件10之间的较大间距位置处,垫片40厚度F较小的部位填充于连接件30的头部32与第一部件10之间的较小间距位置处,以显著改善连接件30的头部32和第一部件10之间接触面积受限的问题,能够提高连接件30的头部32和第一部件10之间接触面的均匀性,有助于分散压力,减少局部应力,减小连接件30与第一部件10之间的连接界面压溃的风险,提高第一部件10与第二部件20之间的连接稳固性,从而能够有效地提高电池2整体的可靠性。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。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 (12)

1.一种电池,其特征在于,包括:
第一部件;
第二部件;
连接件,用于连接所述第一部件和所述第二部件,所述连接件包括相连的杆部和头部,所述杆部穿过所述第一部件和所述第二部件,所述头部位于所述第一部件远离所述第二部件的一侧;
垫片,具有通孔,所述杆部穿过所述通孔,所述垫片的至少部分夹设于所述头部和所述第一部件之间,在所述通孔的径向上,所述垫片的厚度沿远离所述通孔的方向呈单调变化,所述通孔的孔壁与所述杆部之间具有间隙。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述垫片面向所述头部的一侧具有第一表面,所述第一表面的至少部分与所述头部贴合,所述第一表面为圆弧面,且所述头部的靠近所述杆部的一侧表面的形状与所述第一表面的形状相适配。
3.根据权利要求2所述的电池,其特征在于,所述垫片还包括与所述第一表面相背的第二表面,所述第二表面为平面。
4.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,所述第一表面沿远离所述第二表面的方向凸出设置。
5.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,所述第一表面沿靠近所述第二表面的方向凹陷设置。
6.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述杆部包括相连的第一段和第二段,所述第一段连接于所述头部和所述第二段之间,所述第一段沿所述通孔的径向上的第一尺寸d1小于所述第二段沿所述通孔的径向上的第二尺寸d2。
7.根据权利要求6所述的电池,其特征在于,所述杆部还包括第三段,所述第三段连接于所述第一段和所述第二段之间,在所述第一段至所述第二段的方向上,所述第三段沿所述通孔的径向上的第三尺寸d3逐渐增大。
8.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述垫片包括弹性体。
9.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述头部包括传力件和法兰件,所述法兰件连接于所述传力件和所述杆部之间,所述法兰件沿所述通孔的径向上凸出于所述传力件。
10.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述垫片包括主体部和凸部,所述凸部凸出于所述主体部的周向侧面且环绕所述主体部设置。
11.根据权利要求1-10任一项所述的电池,其特征在于,所述第二部件为箱体,所述箱体包括相连的第一壁和第二壁,所述第一壁的外表面相对于所述第二壁所在的平面倾斜设置,所述第一部件连接于所述外表面。
12.一种用电装置,其特征在于,包括如权利要求1-11任一项所述的电池,所述电池用于提供电能。
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