CN109962189B - 一种用于列尾安全防护装置的电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及列尾安全防护技术领域，特别是涉及一种用于列尾安全防护装置的电池，其包括壳体以及位于所述壳体内的电池主体，所述电池主体包括正极护板、负极护板以及位于所述正极护板和所述负极护板之间的电芯单元，所述电芯单元包括至少一个电芯并联组，所述电芯并联组包括多个并联在一起的电芯以及与所述电芯连接的镍带；所述电池主体还包括杆状连接件，所述杆状连接件的两端分别与所述正极护板和所述负极护板连接，所述杆状连接件穿过所述电芯并联组中的多个所述电芯之间的空隙，所述电池主体还包括位于电芯单元一侧与所述镍带连接的印制板。本发明所提供的电池的抗振动、冲击、跌落等性能大大提高，可有效保证列尾防护装置的正常运行。

Description

一种用于列尾安全防护装置的电池

技术领域

本发明涉及列尾安全防护技术领域，特别是涉及一种用于列尾安全防护装置的电池。

背景技术

列车尾部安全防护装置是现代铁路的专用运输安全装置，在货物列车取消守车而尾部无人值守的情况下，用于提高铁路运输的安全性。列尾电池装入列车尾部安全防护装置中并挂装于列车的尾端，使用过程中振动、冲击比较强烈，所以保证电池的抗振、抗冲击性能尤为重要。现有技术中，列尾电池的内部采用镍带点焊将多节18x65mm的电芯组合在一起(电芯的数量随电池的容量要求而定)，再配合印制板、减震泡沫、电池外壳等结构，共同组成了列尾电池。多节电芯的组合靠热缩膜、胶类等提供辅助约束来防止松散；印制板置于电芯组合的一侧，镍带的引出端焊接到印制板上，然而点焊在各个电芯端面的镍带没有保证防焊点脱落的结构，可靠性差，在受到振动冲击时易松散、焊点脱落，从而导致电池失效。其次，印制板置于电芯组合的一侧，镍带的引出端焊接到印制板上，没有防止印制板窜动、分离的保护结构，振动冲击时，易导致镍带的引出端断裂，印制板上的电子元器件也易被电池壳内部的加强筋等结构磕碰脱落，从而造成电池断电，不能为列车尾部安全防护装置供电。再有，电池内部的热保护器焊接到印制板的***侧面，没有保护，也容易脱落。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种用于列尾安全防护装置的电池，旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于列尾安全防护装置的电池，其包括壳体以及位于所述壳体内的电池主体，所述电池主体包括正极护板、负极护板以及位于所述正极护板和所述负极护板之间的电芯单元，所述电芯单元包括至少一个电芯并联组，所述电芯并联组包括多个并联在一起的电芯以及与所述电芯连接的镍带；所述电池主体还包括杆状连接件，所述杆状连接件的两端分别与所述正极护板和所述负极护板连接，所述杆状连接件穿过所述电芯并联组中的多个所述电芯之间的空隙，所述电池主体还包括与所述镍带连接的印制板。

其中，所述正极护板和/或所述负极护板上设置有与所述电芯的端部配合的定位凹槽，该定位凹槽的侧壁上设置有供所述镍带通过的缺口。

其中，所述电芯并联组中的空隙内设置有隔离块，该隔离块内设置有供所述杆状连接件穿过的通孔。

其中，所述印制板的两端分别固定在所述正极护板、所述负极护板上。

其中，所述印制板的两端均设置有凸出部，所述正极护板和所述负极护板上分别设置有与所述印制板两端的凸出部配合的凹槽。

其中，还包括备用导线，所述备用导线的两端分别与镍带和所述印制板连接，所述备用导线位于与所述镍带的连接点和与所述印制板的连接点之间的部分呈松弛状态。

其中，所述镍带设有连接到所述印制板上的引出部，所述引出部与所述印制板的中间位置相对应。

其中，所述印制板面向所述电芯单元的一侧设置有绝缘膜。

其中，还包括过热保护器，所述印制板上设置有开孔，所述过热保护器置于所述开孔内，并位于所述电芯并联组的两节并排设置的所述电芯形成的凹部内。

其中，所述电芯并联组的数量为多个，多个所述电芯并联组中相邻的两个电芯并联组之间设置有中隔板，所述中隔板的两侧设置有与所述电芯的端部配合的定位凹槽，该定位凹槽的侧壁上设置有供所述镍带通过的缺口，所述中隔板上设置有供所述杆状连接件穿过的通孔。

其中，还包括焊接补强弹片，所述焊接补强弹片包括由两个弹片部形成的V形结构，所述中隔板上设置有供所述焊接补强弹片穿过的过孔，两个所述弹片部分别抵靠在相邻的两个电芯并联组的镍带上。

其中，所述印制板与所述中隔板对应的位置处远离所述电芯单元的一侧设置有印制板中压条。

其中，所述正极护板的前侧、后侧与所述壳体之间均设置有中缓冲胶垫，所述负极护板的前侧、后侧与所述壳体之间均设置有大缓冲胶垫，所述印制板中压条和所述壳体之间设置有两个小缓冲胶垫，所述中隔板远离所述印制板中压条的一侧与所述壳体之间也设置有大缓冲胶垫。

其中，所述正极护板远离所述负极护板的一侧设置有左缓冲胶垫，所述负极护板远离所述正极护板的一侧设置有右缓冲胶垫。

其中，所述右缓冲胶垫上设置有至少一个安装孔，所述负极护板上设置有与所述安装孔配合的安装柱，所述安装柱的高度小于所述右缓冲胶垫的厚度。

其中，所述壳体包括上壳体、与所述上壳体配合的下壳体，在所述上壳体上靠近所述正极护板的一侧设置有插座和开关，所述下壳体的侧壁与所述右缓冲胶垫之间还设置有补块。

(三)有益效果

本发明所提供的用于列尾安全防护装置的电池包括壳体以及位于壳体内的电池主体，其中电池主体包括正极护板、负极护板以及位于正极护板和负极护板之间的电芯单元，该电池主体还包括分别与正极护板和负极护板的杆状连接件，将正极护板、负极护板及电芯单元约束成一个整体结构，以使得各部件彼此不能发生位移，从而保证电芯不会松散、各个镍带焊点的牢固性。

附图说明

图1为根据本发明的一种用于列尾安全防护装置的电池的一个优选实施例的结构示意图。

图2为图1中的电池去掉电池盖和上壳体的结构示意图；

图3为图2中的电池的***示意图；

图4为图3中的电池主体的***示意图(去掉印制板中压条)；

图5为图4中的电池主体的安装示意图(去掉印制板中压条)；

图6为图4中的电芯并联租的结构示意图；

图7为图4中的正极护板的结构示意图。

图8为图4中的负极护板的结构示意图；

图9为图4中的中隔板的结构示意图；

图10为图9中的中隔板从另一角度所看到的结构示意图；

图11为图4中的电池主体去掉印制板及印制板中压条的结构示意图；

图12为图5中的印制板的结构示意图；

图13为图5中的电芯单元与印制板的连接示意图；

图14为图13中的的Q-Q剖视图；

图15为图3中的电池主体的纵向剖视图(去掉印制板中压条)；

图16为图15中的A部放大图；

图17为安装有缓冲胶垫的电池单元的结构示意图；

图18为安装有缓冲胶垫的电池单元的另一个角度的结构示意图；

图中，1：电芯并联组；2：镍带；3：隔离块；4：正极护板；5：中隔板；6：焊接补强弹片；7：负极护板；8：长螺钉；9：过热保护器；10：印制板；11：印制板紧固螺钉；12：绝缘膜；13：备用导线；14：印制板中压条；15：中缓冲胶垫；16：小缓冲胶垫；17：大缓冲胶垫；18：左缓冲胶垫；19：右缓冲胶垫；20：补块；21：下壳体；22：上壳体；23：插座；24：开关；25：电池盖；26：正极极片；27：数据极片；28：负极极片；29：备用导线凹槽；30：定位凹槽；31：缺口；32：过孔；33：凹槽；34：凸出部；35：锡焊包。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。

图1至图18示出了根据本发明的一种用于列尾安全防护装置的电池的一个优选实施例。该电池包括壳体以及位于壳体内的电池主体，该电池主体包括正极护板4、负极护板7以及位于正极护板4和负极护板7之间的电芯单元，该电芯单元包括2个串联的电芯并联组1(左侧电芯并联组1和右侧电芯并联组1)，在电芯单元的2个电芯并联组1之间设有中隔板5，每个电芯并联组1包括9节并联在一起的电芯以及用于将9节电芯焊接的镍带2(如图6所示)，该电池主体还包括4个螺钉8，该螺钉8的两端分别与正极护板4和负极护板7连接。具体地，螺钉8从左向右依次穿过正极护板4、左侧电芯并联组1中的电芯之间的空隙、中隔板5和右侧电芯并联组1中的电芯之间的间隙后，并与设置在负极护板7上的螺纹孔螺纹连接，如图3至图5所示。该电池主体还包括与镍带2连接的印制板10。本发明所提供的电池通过在电芯主体的正极端设置正极护板4、在负极端设置负极护板7，并通过螺钉8将正极护板4、两个电芯并联组1、负极护板7以及中隔板5锁紧在一起，从而将上述零部件约束成一个整体，以使得在振动、冲击时能够防止电芯窜动、松散，从而避免电芯与镍带2的焊点开焊。

正极护板4面向电芯的一侧(如图7所示)、负极护板7面向电芯的一侧(如图8所示)以及中隔板5的两侧(如图9和图10所示)均设置有与电芯的端部配合的定位凹槽30，在定位凹槽30的侧壁上设置有供镍带2通过的缺口31。使用时，将电芯并联组1中的每节电芯的两端分别置于正极护板4或负极护板7上的定位凹槽30和中间隔板的定位凹槽30中，以使得在振动、冲击时可防止电芯窜动、松散，从而进一步提高电芯与镍带2的连接可靠性。

需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本发明的其它一些实施例中，电芯单元也可以包括1个电芯并联组1或者2个以上的电芯并联组1。当电芯单元包括2个以上的电芯并联组1时，电芯单元中相邻的2个电芯并联组1之间均设置有中隔板5，中隔板5上设置有供螺钉8穿过的通孔。至于电芯单元所包括电芯并联组1的数量以及每个电芯并联组1中所包括电芯的数量应根据电池的容量要求而定。此外，也可以仅在正极护板4、负极护板7、中隔板5的部分上设置定位凹槽30。

需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本发明的其它一些实施例中，螺钉8也可以用其它的杆状连接件代替，例如两端设置有螺纹的螺杆，将该螺杆依次穿过正极护板4、左侧电芯并联组1中的电芯之间的空隙、中隔板5和右侧电芯并联组1中的电芯之间的间隙，以及负极护板7，在该螺杆的左端和右端分别用螺母旋紧。

优选地，每个电芯并联组1中相邻的电芯组成的空隙内设置有隔离块3(如图6所示)，用于各电芯的定位并防止振动、冲击时电芯产生窜动，进而避免电芯与镍带2的焊点开焊。在隔离块3内设置有2个供螺钉8穿过的通孔。由于电芯通常采用圆柱形结构，每个电芯并联组1中相邻的电芯两两相切，因而使得每个电芯并联组1中的相邻的电芯组成的空隙呈对称结构，因此隔离块3也呈对称结构。

进一步地，该电池还包括位于电芯单元一侧与镍带2连接的印制板10，正极护板4和负极护板7分别通过印制板紧固螺钉11与印制板10连接，如图11至图13所示。镍带2都设有焊接到印制板10上的引出部分，将镍带2的引出部分折弯并焊接到印制板10上(如图16所示)。此外，优选印制板10的两端分别设置有凸出部34，正极护板4和负极护板7上分别设置有与印制板10两端的凸出部34配合的凹槽33。具体地，正极护板4和负极护板7还设有用于固定印制板10的螺钉孔，用印制板紧固螺钉11把印制板10固定于电池主体的侧面，这样可防止印制板10窜动、或脱离电池主体，避免镍带2焊接到印制板10的引出部分的断裂。

需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，在本发明的其它一些实施例中，印制板10也可以通过其它的方式固定在正极护板4和负极护板7上。例如与正极护板4和负极护板7与印制板10卡扣连接。

如图5、图16所示，该电池主体还包括焊接补强弹片6，该焊接补强弹片6包括由两个弹片部形成的V形结构，中隔板5上设置有供焊接补强弹片6穿过的过孔32，两个弹片部分别抵靠在相邻的两个电芯并联组1中的镍带2上，两个弹片部的自由端均穿过设置在印制板10上的孔伸至印制板10外侧并焊接到印制板10上。焊接补强弹片6的抗拉强度远高于镍带2。在装配后，焊接补强弹片6的两个弹片部分别抵靠在与其相邻的“电芯并联组1”的镍带2上，并将其导通，焊接补强弹片6的弹性特性可保证串联导通的可靠性。当镍带2焊接到印制板10上的引出部意外被振断后，焊接补强弹片6仍能保持与其相邻的镍带2的导通及镍带2与印制板10的导通，避免在振动、冲击时出现接触不良的现象，提高电池的可靠性。装配时，将镍带2的引出部焊接至印制板10时可同时焊接好焊接补强弹片6的外露部分。

此外，如图5所示，在电芯单元的两侧分别设置有备用导线13，该备用导线13的两端分别与镍带2和印制板10连接(例如焊接)，且备用导线13位于与镍带2的连接点和与印制板10的连接点之间的部分呈松弛状态(即，不能绷紧，有适当余量)。当正极、负极的镍带2的引出部意外断裂时，备用导线13可保证镍带2与印制板10的导通，进而保证电池的可靠性。优选地，正极护板4、负极护板7上分别设有容纳备用导线13及其锡焊包35的备用导线凹槽29。

优选镍带2设有连接到所述印制板10上的引出部，该引出部与印制板10的中间位置相对应。在该实施例中，镍带2焊接到印制板10上，镍带2的引出部通过焊接与印制板10的中间位置连接(如图5所示)。当印制板10受外力扭曲变形时，其四角发生的形变比中间位置的更大，故镍带2的引出部的连接位置设置在印制板10的中间位置可降低镍带2的引出部分被扭断的风险。

此外，如图14所示，印制板10面向电芯单元的一侧设置有绝缘膜12，该绝缘膜12可防止长时间振动造成印制板10磨破电芯的塑料外层而造成的短路现象。

该电池主体还包括过热保护器9，印制板10上设置有用于安装过热保护器9的开孔，过热保护器9置于开孔内，并位于两节并排设置的电芯形成的凹部内。如图13、14所示，印制板10的开孔可限制过热保护器9的窜动，如此设置可有利于过热保护器9的收纳，避免过热保护器9冲击时脱落或被意外磕碰至脱落。

如图17所示，印制板10与中隔板5对应的位置处且在远离电芯单元的一侧设置有印制板中压条14，印制板中压条14的两端分别与中隔板5卡扣连接。印制板中压条14的底面压紧印制板10，防止印制板10向外呈“拱形”凸出，从而降低印制板10中间所焊接的镍带2的引出部分的断裂的风险，提高电池的可靠性。

正极护板4的前侧、后侧与壳体之间均设置有中缓冲胶垫15、负极护板7的前侧、后侧与壳体之间均设置有大缓冲胶垫17、印制板中压条14和壳体之间设置有两个小缓冲胶垫16，中隔板5远离印制板中压条14的一侧与壳体之间也设置有大缓冲胶垫17，如图17、图18所示。本发明中的电池通过在正极护板4、负极护板7、中隔板5以及印制板中压条14和壳体之间设置缓冲胶垫，可在振动、冲击时起到保护内部结构的作用。进一步地，正极护板4远离负极护板7的一侧设置有左缓冲胶垫18，负极护板7远离正极护板4的一侧设置有右缓冲胶垫19。本发明中的电池通过设置左缓冲胶垫18和右缓冲胶垫19，可进一步在振动、冲击时起到保护内部结构的作用。也就是说，本发明在电池主体的前后左右的外侧面分别设有缓冲板材，可在电池受到振动、冲击时减弱对芯部零部件的伤害、保护电芯单元和印制板10的作用。

该电池的壳体包括上壳体22、与上壳体22配合的下壳体21，以及与上壳体22、下壳体21连接的电极盖25，在上壳体22上靠近正极护板7的一侧设置有插座23和开关24，下壳体21的侧壁与右缓冲胶垫19之间还设置有补块20。该补块20由硬质材料制成，用于限制电池主体向右侧缓冲的空间，起到保护上壳体22上的插座23、开关24等零件的作用。此外，在上壳体22上还设置有正极极片26、数据极片27和负极极片28。

为了防止在安装补块20时，预先安装在下壳体21内的右缓冲胶垫19向下移动，优选右缓冲胶垫19上设置有至少一个安装孔，负极护板7上设置有与安装孔配合的安装柱，且安装柱的高度小于右缓冲胶垫19的厚度。

综上所述，该电池把正极护板4、负极护板7、中隔板5及电芯单元用杆状连接件约束成一个整体结构，以使得各部件彼此不能发生位移，从而保证电芯不会松散，并提高了各个镍带2焊点的牢固性。此外，在正极护板4、负极护板7以及中隔板5上设置有与各电芯配合的定位凹槽30，以进一步提高电芯与镍带2的连接可靠性。另外还在正、负极两端增加了备用导线13，在电芯并联组1之间的中隔板5上增加了焊接补强弹片6，以增强电池的可靠性；再有，印制板10通过印制板紧固螺钉固定在正极护板4、负极护板7上，并通过正极护板4、负极护板7上的凹槽限位，以使得印制板10免于窜动及与电芯单元分离，从而提高了电池的镍带2的引出部分与印制板10焊接的可靠性；上述整体结构的外侧设有缓冲胶垫，用于减弱电池在受振动、冲击、跌落时对电池内部零件的伤害。该电池的生命力更强、适应性更广，可有效保证列尾防护装置的正常运行。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于列尾安全防护装置的电池，其特征在于，包括壳体以及位于所述壳体内的电池主体，所述电池主体包括正极护板、负极护板以及位于所述正极护板和所述负极护板之间的电芯单元，所述电芯单元包括至少一个电芯并联组，所述电芯并联组包括多个并联在一起的电芯以及与所述电芯连接的镍带；所述电池主体还包括杆状连接件，所述杆状连接件的两端分别与所述正极护板和所述负极护板连接，所述杆状连接件穿过所述电芯并联组中的多个所述电芯之间的空隙，所述电池主体还包括与所述镍带连接的印制板；

所述正极护板和/或所述负极护板上设置有与所述电芯的端部配合的定位凹槽，该定位凹槽的侧壁上设置有供所述镍带通过的缺口；

所述电芯并联组中的空隙内设置有隔离块，该隔离块内设置有供所述杆状连接件穿过的通孔；所述印制板的两端分别固定在所述正极护板、所述负极护板上；

所述印制板的两端均设置有凸出部，所述正极护板和所述负极护板上分别设置有与所述印制板两端的凸出部配合的凹槽；

还包括备用导线，所述备用导线的两端分别与镍带和所述印制板连接，所述备用导线位于与所述镍带的连接点和与所述印制板的连接点之间的部分呈松弛状态；

所述电芯并联组的数量为多个，多个所述电芯并联组中相邻的两个电芯并联组之间设置有中隔板，所述中隔板的两侧设置有与所述电芯的端部配合的定位凹槽，该定位凹槽的侧壁上设置有供所述镍带通过的缺口，所述中隔板上设置有供所述杆状连接件穿过的通孔；

还包括焊接补强弹片，所述焊接补强弹片包括由两个弹片部形成的V形结构，所述中隔板上设置有供所述焊接补强弹片穿过的过孔，两个所述弹片部分别抵靠在相邻的两个电芯并联组的镍带上；

所述印制板与所述中隔板对应的位置处远离所述电芯单元的一侧设置有印制板中压条；

所述正极护板的前侧、后侧与所述壳体之间均设置有中缓冲胶垫，所述负极护板的前侧、后侧与所述壳体之间均设置有大缓冲胶垫，所述印制板中压条和所述壳体之间设置有两个小缓冲胶垫，所述中隔板远离所述印制板中压条的一侧与所述壳体之间也设置有大缓冲胶垫。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述镍带设有连接到所述印制板上的引出部，所述引出部与所述印制板的中间位置相对应。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述印制板面向所述电芯单元的一侧设置有绝缘膜。

4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，还包括过热保护器，所述印制板上设置有开孔，所述过热保护器置于所述开孔内，并位于所述电芯并联组的两节并排设置的所述电芯形成的凹部内。

5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述正极护板远离所述负极护板的一侧设置有左缓冲胶垫，所述负极护板远离所述正极护板的一侧设置有右缓冲胶垫。

6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述右缓冲胶垫上设置有至少一个安装孔，所述负极护板上设置有与所述安装孔配合的安装柱，所述安装柱的高度小于所述右缓冲胶垫的厚度。

7.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述壳体包括上壳体、与所述上壳体配合的下壳体，在所述上壳体上靠近所述正极护板的一侧设置有插座和开关，所述下壳体的侧壁与所述右缓冲胶垫之间还设置有补块。