WO2020135153A1 - 电池箱 - Google Patents
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- the battery box further includes a protective plate that protects the heat exchange plate from below; the first fastener also passes through the protective plate, and there is an inner side of the first fastener between the protective plate and the heat exchange plate
- the third accommodating groove, the battery box further includes a third sealing member, and the third sealing member is filled in the third accommodating groove to perform the first fastener passing through the protective plate, the heat exchange plate and the surrounding frame from the inside seal.
- the lower frame 2 includes a surrounding frame 21 and an inner beam 22.
- Both the frame 21 and the inner beam 22 can be made of metal, such as aluminum alloy, and die castings or extruded profiles can be used.
- the enclosure 21 and the inner beam 22 may have a cavity (that is, the enclosure 21 and the inner beam 22 each have a receiving cavity 23), that is, they are profiles with a cavity.
- the first seal 4A is accommodated in the first accommodating groove G1 to seal the plurality of first fasteners 3A from the inside of the surrounding frame 21.
- the first seal 4A is accommodated in the first accommodating groove G1 to seal the plurality of first fasteners 3A from the inside of the surrounding frame 21.
- first seal 4A, the second seal 4B, the third seal 4C, and the fourth seal 4D are sealants
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Abstract
一种电池箱,其包括:换热板(1);下框体(2),包括围框(21),围框(21)位于换热板(1)上,周圈封闭;多个第一紧固件(3A),沿围框(21)的周圈布置。其中,围框(21)的下表面(211)包括第一接触面(211A)和第一非接触面(211B),换热板(1)的上表面(11)包括第二接触面(11A)和第二非接触面(11B),第一接触面(211A)和第二接触面(11A)靠近围框(21)外侧,第一接触面(211A)与第二接触面(11A)接触,第一紧固件(3A)在第一接触面(211A)和第二接触面(11A)处穿过换热板(1)和围框(21)并将换热板(1)和围框(21)固定在一起,第一非接触面(211B)和第二非接触面(11B)靠近围框(21)内侧并在上下方向(Z)上间隔开以形成第一容置槽(G1),第一容置槽(G1)呈沿围框(21)周圈的环形,电池箱还包括第一密封件(4A),第一密封件(4A)呈沿围框(21)周圈的环形,第一密封件收容于第一容置槽(G1)内,以从围框(21)的内侧对多个第一紧固件(3A)进行密封。
Description
本申请涉及电池领域,更具体地涉及一种电池箱。
在电池领域中,电池箱包括下框体以及换热板,下框体包括围框,围框和换热板形成收容电池模组的收容空间。电池模组包括多个排列的电池,电池模组支撑在换热板上,换热板支撑电池并与电池进行热交换。围框和换热板通过沿围框的周圈设置的螺钉、螺栓或铆钉之类的紧固件连接在一起。为了避免外界水汽通过紧固件进入收容空间中,通常在围框的平的下表面和换热板的周缘的平的上表面之间夹持可压缩的密封条。但是由于密封条的压缩特性,目前的设计难以控制合理的压缩量,从而导致密封效果无法保证。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题,本申请的目的在于提供一种电池箱,其能解决背景技术中存在的密封条的合理的压缩量无法保证从而导致密封效果无法保证的问题。
为了实现上述目的,本申请提供了一种电池箱,其包括:换热板;下框体,包括围框,围框位于换热板上,周圈封闭与换热板一起形成向上开口的设置有电池模组的收容空间,其中,换热板的上表面的在围框内的至少一部分用于支撑电池模组并与电池模组的电池进行热交换;多个第一紧固件,沿围框的周圈布置。其中,围框的下表面包括第一接触面和第一非接触面,换热板的上表面包括第二接触面和第二非接触面,第一接触面和第二接触面靠近围框外侧,第一接触面与第二接触面接触,第一紧固件在第一接触面和第二接触面处穿过换热板和围框并将换热板和围框固定在一起,第一非接触面和第二非接触面靠近围框内侧并在上下方向上间隔开以形成第一容置槽,第一容置槽呈沿围框周圈的环形,电池箱还包括第一密封件,第一密封件呈沿 围框周圈的环形,第一密封件收容于第一容置槽内,以从围框的内侧对多个第一紧固件进行密封。
在一实施例中,下框体还包括内部梁,内部梁位于围框内,内部梁的下表面具有分别靠近内部梁的横向相反两侧面的第三非接触面以及位于第三非接触面之间的第三接触面;换热板的上表面具有与第三接触面对应的第四接触面以及与第三非接触面对应的第四非接触面;所述电池箱还包括多个第二紧固件,沿内部梁的纵向布置;第三接触面和第四接触面接触,第二紧固件在第三接触面和第四接触面处穿过换热板和内部梁并将换热板和内部梁固定在一起,第三非接触面和第四非接触面在上下方向上间隔开以形成第二容置槽,电池箱还包括第二密封件,第二密封件收容于第二容置槽内,以从第二内部梁的横向两外侧对所述多个第二紧固件进行密封。
在一实施例中,第一密封件为密封条。
在一实施例中,第二密封件为密封条。
在一实施例中,第一密封件为密封胶。
在一实施例中,第二密封件为密封胶。
在一实施例中,第一紧固件为自密封紧固件。
在一实施例中,第二紧固件为自密封紧固件。
在一实施例中,电池箱还包括从下方对换热板防护的防护板;第一紧固件还穿过防护板,防护板与换热板之间在第一紧固件的内侧存在有第三容置槽,电池箱还包括第三密封件,第三密封件填充在第三容置槽中,以对穿过防护板、换热板以及围框的第一紧固件从内侧进行密封。
在一实施例中,围框在其下表面的外侧具有向下突出的突部,突部与换热板的周缘的侧面在径向上间隔开,电池箱还包括第四密封件,第四密封件填充在突部与换热板的周缘的侧面之间。
本申请的有益效果如下:通过接触的第一接触面与第二接触面以及间隔开的第一非接触面和第二非接触面来确定第一容置槽在上下方向的深度,由此当采用密封条时能非常容易地确定密封条的合理压缩量,从而保证密封效果;当不采用密封条而采用密封胶时,能从根本上解决背景技术的密封条的合理压缩量无法保证的问题,从而保证密封效果。
图1是根据本申请的电池箱的立体图,其中为了清楚起见,示出了电池模组。
图2根据本申请的电池箱的组装立体图。
图3是图2的仰视图,其中虚线部分的区域表示当第二密封件为密封条时设置的区域。
图4A是图3的沿A-A线作出的剖视图。
图4B是图3的沿B-B线作出的剖视图。
图4C是图3的沿C-C线作出的剖视图。
图5是图2的仰视图,其中虚线部分的区域表示当第二密封件为密封胶时涂覆密封胶的区域。
图6A是图5的沿D-D线作出的剖视图。
图6B是图5的沿E-E线作出的剖视图。
图6C是图5的沿F-F线作出的剖视图。
图7是根据本申请的电池箱的换热板的剖视图。其中,附图标记说明如下:
X左右方向 22内部梁
Y前后方向 221下表面
Z上下方向 221A第三接触面
1换热板 221B第三非接触面
11上表面 23收容腔
11A第二接触面 3A第一紧固件
11B第二非接触面 3B第二紧固件
11C第四接触面 4A第一密封件
11D第四非接触面 4B第二密封件
12侧面 4C第三密封件
13第一板 4D第四密封件
14第二板 5防护板
F流道 6保温垫
2下框体 7电池模组
21围框 71电池
211下表面 G1第一容置槽
211A第一接触面 G2第二容置槽
211B第一非接触面 G3第三容置槽
212突部
附图示出本申请的实施例,且将理解的是,所公开的实施例仅仅是本申请的示例,本申请可以以各种形式实施,因此,本文公开的具体细节不应被解释为限制,而是仅作为权利要求的基础且作为表示性的基础用于教导本领域普通技术人员以各种方式实施本申请。
此外,诸如上、下、左、右、前和后等用于说明实施例中的各构件的操作和构造的指示方向的表述不是绝对的而是相对的,且尽管各构件处于图中所示的位置时这些指示是恰当的,但是当这些位置改变时,这些方向应有不同的解释,以对应所述改变。
根据本申请的电池箱包括换热板1、下框体2、多个第一紧固件3A以及第一密封件4A。电池箱还包括多个第二紧固件3B以及多个第二密封件4B。电池箱还包括第三密封件4C、第四密封件4D、防护板5、保温垫6。防护板5从下方对换热板1防护,如图1所示。防护板5在外力冲击(例如飞石)下,保护换热板5不受外力破坏而失效。防护板5的材料优选抗冲击强的材料,例如铝合金、不锈钢、高强度钢、热镀锌双向DP高强度合金钢等。保温垫6设置在换热板1和防护板5之间,如图1所示。通过保温垫6的设置,至少在换热板1的向下方向的热传递被阻断,进而对电池模组7的电池71进行保温。保温垫6的材料可为保温棉、泡棉等。
换热板1的上表面11的在围框21内的至少一部分用于支撑电池模组7并与电池模组7的电池71进行热交换。电池71可通常包括壳体以及收容于壳体内的电极组件和电解质。电极组件包括正极片、负极片和隔离膜。电池71可以为罐型(或硬壳)电池,如图1所示,相应地,壳体包括顶盖以及与顶盖装配的外壳;或者电池71可以为袋型(或软包)电池,壳体由封装膜(例如铝塑膜)制成。
换热板1包括第一板13和第二板14;第二板14从下方与第一板13结合并形成供换热介质流动的流道F,如图7所示。第一板13和/或第二板14可冲压成型。为了提高热交换的效果,换热板1为导热性高的材质,优选金属材料,进一步优选铝合金材质。
下框体2包括围框21以及内部梁22。围框21和内部梁22均可为金属材质,例如铝合金,可以采用压铸件或挤出型材。为了减重,围框21和内部梁22可以具有型腔(即围框21和内部梁22均具有收容腔23),即它们为具有型腔的型材。注意的是,围框21和内部梁22各自的纵向可以为X方向而横向可以为Y方向,或者纵向可以为Y方向而横向可以为X方向,但是在本文中,横向和纵向是梁结构自身的方向,即局部坐标系,其与图1中的电池箱的X-Y-Z方向为整体坐标系,两个坐标系之间不存在严格的对应关系。
内部梁22位于围框21内。内部梁22可以单个设置,单个内部梁22的两端分别连接于围框21的相对的内侧。当然,内部梁22可以多个设置,其中一个内部梁22的两端分别连接于围框21的相对的内侧,其余内部梁22的一端连接于另一个内部梁22而另一端连接于围框21的内侧。一些内部梁22可以起支撑电池模组7的作用,如图1所示。
基于下框体2的构件、紧固件、密封件之间的关联关系,围框21、多个第一紧固件3A、第一密封件4A、第三密封件4C以及第四密封件4D将一起说明,内部梁22、第二紧固件3B、第二密封件4B将一起说明。
首先说明围框21、多个第一紧固件3A、第一密封件4A、第三密封件4C以及第四密封件4D的情况。
在图4A、图4B、图6A和图6B的示例中,换热板1的上表面11包括第二接触面11A和第二非接触面11B。围框21位于换热板1上,周圈封闭与换热板1一起形成向上开口的设置有电池模组7的收容空间。围框21可以一体成型或由多个梁固定连接而构成。围框21的下表面211包括第一接触面211A和第一非接触面211B。多个第一紧固件3A沿围框21的周圈布置。第一接触面211A和第二接触面11A靠近围框21外侧,第一接触面211A与第二接触面11A接触,第一紧固件3A在第一接触面211A和第二接触面11A处穿过换热板1和围框21并将换热板1和围框21固定在一起。第一非接触 面211B和第二非接触面11B靠近围框21内侧并在上下方向Z上间隔开以形成第一容置槽G1,第一容置槽G1呈沿围框21周圈的环形。第一密封件4A呈沿围框21周圈的环形,第一密封件4A收容于第一容置槽G1内,以从围框21的内侧对多个第一紧固件3A进行密封。由此,通过设置沿围框21周圈的环形的第一密封件4A,可以实现对沿围框21的周圈布置的多个第一紧固件3A进行电池箱的内侧密封,避免外界水汽通过第一紧固件3A进入收容空间中。
第一接触面211A和第二接触面11A靠近围框21外侧,第一接触面211A与第二接触面11A接触,第一非接触面211B和第二非接触面11B靠近围框21内侧并在上下方向Z上间隔开以形成第一容置槽G1,第一容置槽G1呈沿围框21周圈的环形,第一紧固件3A在第一接触面211A和第二接触面11A处穿过换热板1和围框21并将换热板1和围框21固定在一起,从而通过接触的第一接触面211A与第二接触面11A以及间隔开的第一非接触面211B和第二非接触面11B来确定第一容置槽G1在上下方向Z的深度,由此当采用密封条时能非常容易地确定密封条的合理压缩量,从而保证密封效果;当不采用密封条而采用密封胶时,能从根本上解决背景技术的密封条的合理压缩量无法保证的问题,从而保证密封效果。在图4A和图6A的示例中,围框21的第一非接触面211B为平面;换热板1的第二非接触面11B相对围框21的第一非接触面211B向下凹入。
在图4B和图6B的示例中,换热板1的第二非接触面11B为平面;围框21的第一非接触面211B相对换热板1的第二非接触面11B向上凹入。
在图4A、图4B、图6A以及图6B的示例中,第一紧固件3A可以为通常使用的螺钉或铆钉,优选地,第一紧固件3A为自密封紧固件。自密封紧固件的好处是能在靠近电池箱的外部的穿过的部位直接进行密封,而常规的螺钉或铆钉无法达到直接密封。由此,自密封紧固件与第一密封件4A配合而形成了双重密封。自密封紧固件可为拉铆螺栓与拉铆螺母的组合或压铆螺母与压铆螺栓的组合。或者自密封紧固件为流钻螺钉(FDS,Flow Drill Screw),流钻螺钉可以无需在预开孔,能够提高作业效率,且基本不产生钻屑。流钻螺钉穿过换热板1并延伸到围框21的收容腔23中,从而将流钻螺钉的尖部隐藏于围框21内,从而使得电池箱的外表美观,而且避免对操 作人员造成意外伤害。
在图4B和图6B中,第一紧固件3A还穿过防护板5,防护板5与换热板1之间在第一紧固件3A的内侧存在有第三容置槽G3,第三密封件4C填充在第三容置槽G3中,以对穿过防护板5、换热板1以及围框21的第一紧固件3A从内侧进行密封。
在图4A和图4B的示例中,第一密封件4A为密封条。密封条可为硅橡胶。在图6A和图6B的示例中,第一密封件4A为密封胶。密封胶可为结构胶。
在图4B和图6B中,第三密封件4C为密封条。在图4B和图6B中,第三密封件4C为密封胶。密封胶为结构胶。
在图4B和图6B中,围框21在其下表面211的外侧具有向下突出的突部212,突部212与换热板1的周缘的侧面12在径向上间隔开,第四密封件4D填充在突部212与换热板1的周缘的侧面12之间。如前所述,换热板1包括第一板13和第二板14,二者的接触缝隙暴露在换热板1的周缘的侧面12处,容易受到外界水汽的入侵,通过设置第四密封件4D,避免外界水汽通过周缘的侧面12进入到第一板13和第二板14之间而到达第一紧固件3A,长期下会降低第一紧固件3A的性能。此外,第四密封件4D的设置也有利于提高电池箱的外观的美观性。
在图4B和图6B中,第四密封件4D为密封条。密封条可为硅橡胶。在图4B和图6B中,第四密封件4D为密封胶。密封胶可为结构胶。
其次说明内部梁22、第二紧固件3B、第二密封件4B的情况。
在图4C、图4D、图6C和图6D的示例中,内部梁22的下表面221具有分别靠近内部梁22的横向相反两侧面的第三非接触面221B以及位于第三非接触面221B之间的第三接触面221A;换热板1的上表面11具有与第三接触面221A对应的第四接触面11C以及与第三非接触面221B对应的第四非接触面11D。多个第二紧固件3B沿内部梁22的纵向布置;第三接触面221A和第四接触面11C接触,第二紧固件3B在第三接触面221A和第四接触面11C处穿过换热板1和内部梁22并将换热板1和内部梁22固定在一起。第三非接触面221B和第四非接触面11D在上下方向Z上间隔开以形成第二容置槽G2。第二密封件4B收容于第二容置槽G2内,以从第二内部梁22的横 向两外侧对所述多个第二紧固件3B进行密封。通过从第二内部梁22的横向两外侧设置第二密封件4B,可以实现对沿第二内部梁22的横向两外侧布置的多个第二紧固件3B进行密封,避免外界水汽通过第二密封件4B进入第二内部梁22的横向两外侧的收容空间中。
与前面一样,第三接触面221A和第四接触面11C接触,第三非接触面221B和第四非接触面11D在上下方向Z上间隔开以形成第二容置槽G2,第二紧固件3B在第三接触面221A和第四接触面11C处穿过换热板1和内部梁22并将换热板1和内部梁22固定在一起,从而通过接触的第三接触面221A和第四接触面11C以及间隔开的第三非接触面221B和第四非接触面11D来确定第二容置槽G2在上下方向Z的深度,由此当采用密封条时能非常容易地确定密封条的合理压缩量,从而保证密封效果;当不采用密封条而采用密封胶时,能从根本上解决背景技术的密封条的合理压缩量无法保证的问题,从而保证密封效果。
在图4C和图6C的示例中,换热板1的第四非接触面11D为平面;内部梁22的第三非接触面221B相对换热板1的第四非接触面11D向上凹入。
在图4D和图6D的示例中,内部梁22的第三非接触面221B为平面;换热板1的第四非接触面11D相对内部梁22的第三非接触面221B向下凹入。
在图4C和图4D的示例中,第二密封件4B为密封条。密封条可为硅橡胶。在图6C和图6D的示例中,第二密封件4B为密封胶。密封胶可为结构胶。采用密封胶的填充在密封胶的量充足的情况下,至少将第一容置槽G1、第二容置槽G2和第三容置槽G3无缝隙地完全填充,这要比密封条的密封效果更好。
在图4C、图4D、图6C以及图6D的示例中,第二紧固件3B可以为通常使用的螺钉,优选地,第二紧固件3B为自密封紧固件。与前面的一样,自密封紧固件的好处是能在靠近电池箱的外部的穿过的部位直接进行密封,而常规的螺钉或铆钉无法达到直接密封。由此,自密封紧固件与第二密封件4B配合而形成了双重密封。同样地,自密封紧固件为拉铆螺栓与拉铆螺母的组合或压铆螺母与压铆螺栓的组合。或者,自密封紧固件为流钻螺钉。流钻螺钉可以无需在预开孔,能够提高作业效率,且基本不产生钻屑。流钻螺 钉穿过换热板1并延伸到内部梁22的收容腔23中。同样地,流钻螺钉穿过换热板1并延伸到内部梁22的收容腔23中,从而将流钻螺钉的尖部隐藏于内部梁22中,从而使得电池箱的外表美观,而且避免对操作人员造成意外伤害。
最后简单说明一下操作过程。当第一密封件4A、第二密封件4B、第三密封件4C、第四密封件4D为密封条时,先将下框体2倒置,将第一密封件4A放置于构成第一容置槽G1的围框21的第一非接触面211B对应的部位,将第二密封件4B对照图3的区域放置于构成第二容置槽G2的内部梁22的第三非接触面221B的部位,之后换热板1放置,之后将第三密封件4C对应第三容置槽G3的位置放置在换热板1上,放置保温垫6以及防护板5,然后安装第一紧固件3A和第二紧固件3B以使防护板5、保温垫6、换热板1以及下框体2固定在一起,最后设置第四密封件4D。
当第一密封件4A、第二密封件4B、第三密封件4C、第四密封件4D为密封胶时,先将下框体2倒置,将未固化的能够受压流动的密封胶涂布换热板1的第二接触面11A(针对第一密封件4A)以及第四接触面11C(对照图5的区域,针对第二密封件4B),之后换热板1放置,之后将密封胶对应第三容置槽G3的位置涂布在换热板1的背面上(背对第二接触面11A且与第三容置槽G3相邻,针对第三密封件4C),放置保温垫6以及防护板5,然后安装第一紧固件3A和第二紧固件3B以使防护板5、保温垫6、换热板1以及下框体2固定在一起,在固定过程中,不同部位(换热板1的第二接触面11A与围框21的第一接触面211A接触、换热板1的第四接触面11C与内部梁22的第三接触面221A接触、以及换热板1的背对第二接触面11A且与第三容置槽G3相邻的表面与防护板5对应的面接触)的密封胶受压流动,从而流动到对应的第一容置槽G1、第二容置槽G2和第三容置槽G3中,最后针对第四密封件4D的部位涂布密封胶,待这些密封胶固化后完成密封。
上面详细的说明描述多个示范性实施例,但本文不意欲限制到明确公开的组合。因此,除非另有说明,本文所公开的各种特征可以组合在一起而形成出于简明目的而未示出的多个另外组合。
Claims (10)
- 一种电池箱,其特征在于,包括:换热板(1);下框体(2),包括围框(21),围框(21)位于换热板(1)上,周圈封闭与换热板(1)一起形成向上开口的设置有电池模组(7)的收容空间,其中,换热板(1)的上表面(11)的在围框(21)内的至少一部分用于支撑电池模组(7)并与电池模组(7)的电池(71)进行热交换;多个第一紧固件(3A),沿围框(21)的周圈布置,其中,围框(21)的下表面(211)包括第一接触面(211A)和第一非接触面(211B),换热板(1)的上表面(11)包括第二接触面(11A)和第二非接触面(11B),第一接触面(211A)和第二接触面(11A)靠近围框(21)外侧,第一接触面(211A)与第二接触面(11A)接触,第一紧固件(3A)在第一接触面(211A)和第二接触面(11A)处穿过换热板(1)和围框(21)并将换热板(1)和围框(21)固定在一起,第一非接触面(211B)和第二非接触面(11B)靠近围框(21)内侧并在上下方向(Z)上间隔开以形成第一容置槽(G1),第一容置槽(G1)呈沿围框(21)周圈的环形,电池箱还包括第一密封件(4A),第一密封件(4A)呈沿围框(21)周圈的环形,第一密封件(4A)收容于第一容置槽(G1)内,以从围框(21)的内侧对多个第一紧固件(3A)进行密封。
- 根据权利要求1所述的电池箱,其特征在于,下框体(2)还包括内部梁(22),内部梁(22)位于围框(21)内,内部梁(22)的下表面(221)具有分别靠近内部梁(22)的横向相反两侧面的第三非接触面(221B)以及位于第三非接触面(221B)之间的第三接触面(221A);换热板(1)的上表面(11)具有与第三接触面(221A)对应的第四接 触面(11C)以及与第三非接触面(221B)对应的第四非接触面(11D);所述电池箱还包括多个第二紧固件(3B),沿内部梁(22)的纵向布置;第三接触面(221A)和第四接触面(11C)接触,第二紧固件(3B)在第三接触面(221A)和第四接触面(11C)处穿过换热板(1)和内部梁(22)并将换热板(1)和内部梁(22)固定在一起,第三非接触面(221B)和第四非接触面(11D)在上下方向(Z)上间隔开以形成第二容置槽(G2),电池箱还包括第二密封件(4B),第二密封件(4B)收容于第二容置槽(G2)内,以从第二内部梁(22)的横向两外侧对所述多个第二紧固件(3B)进行密封。
- 根据权利要求1所述的电池箱,其特征在于,第一密封件(4A)为密封条或密封胶。
- 根据权利要求2所述的电池箱,其特征在于,第二密封件(4B)为密封条或密封胶。
- 根据权利要求1所述的电池箱,其特征在于,第一紧固件(3A)为自密封紧固件。
- 根据权利要求2所述的电池箱,其特征在于,第二紧固件(3B)为自密封紧固件。
- 根据权利要求5或6所述的电池箱,其特征在于,自密封紧固件为拉铆螺栓与拉铆螺母的组合、压铆螺母与压铆螺栓的组合或流钻螺钉。
- 根据权利要求2所述的电池箱,其特征在于,围框(21)和内部梁(22)均具有收容腔(23)。
- 根据权利要求1所述的电池箱,其特征在于,电池箱还包括从下方对换热板(1)防护的防护板(5);第一紧固件(3A)还穿过防护板(5),防护板(5)与换热板(1)之间在第一紧固件(3A)的内侧存在有第三容置槽(G3),电池箱还包括第三密封件(4C),第三密封件(4C)填充在第三容置槽(G3)中,以对穿过防护板(5)、换热板(1)以及围框(21)的第一紧固件(3A)从内侧进行密封。
- 根据权利要求1所述的电池箱,其特征在于,围框(21)在其下表面(211)的外侧具有向下突出的突部(212),突部(212)与换热板(1)的周缘的侧面(12)在径向上间隔开,电池箱还包括第四密封件(4D),第四密封件(4D)填充在突部(212)与换热板(1)的周缘的侧面(12)之间。
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