发明内容
本申请的目的是提供一种可提高安全性能的端盖组件、储能装置和用电设备。
为实现本申请的目的,本申请提供了如下的技术方案:
第一方面,本申请提供一种端盖组件,包括盖板、绝缘件和防爆阀体;盖板在其厚度方向上包括相背的第一表面和第二表面,所述第一表面背向储能装置的内部空间,所述第二表面上开设有环形凹槽,所述盖板还开设有贯穿所述第一表面和所述第二表面的防爆孔,所述环形凹槽环绕所述防爆孔,所述盖板开设有第一注液孔;绝缘件在其厚度方向上包括与所述第二表面相对的第三表面,所述绝缘件开设有第二注液孔,所述绝缘件包括突出于所述第三表面的第一环形凸筋,所述盖板和所述绝缘件安装固定,所述第一环形凸筋***所述环形凹槽;防爆阀体安装连接于所述防爆孔。
通过在盖板上设置环形凹槽,在绝缘件上设置第一环形凸筋,使得盖板和绝缘件之间可以通过环形凹槽和第一环形凸筋实现安装定位;并且由于第一环形凸筋环绕防爆阀体,且第一环形凸筋是突出于绝缘件的第三表面的,所以在电池注液时或注液后,自注液口反溢出的电解液在第三表面上时,电解液会受到第一环形凸筋的阻挡无法流至防爆阀体上,从而防止电解液腐蚀防爆阀体,以此避免影响储能装置的开阀可靠性,确保了对电池的安全性产生负面影响;进一步的,第一环形凸筋***环形凹槽后,将防爆阀体隔离成一个整体,增强防爆阀体周边强度,提高盖板的抗变形能力,可以避免在储能装置工作过程中盖板拉扯防爆阀体导致防爆阀体开裂的现象,从而提高防爆阀体***的稳定性和安全性。
进一步的,盖板上面设置第一注液孔,绝缘件上对应第一注液孔的第二注液孔,在自盖板的第一表面注液时,因电解液其液体的表面张力,电解液会有一部分顺着绝缘件的第三表面在绝缘件与盖板之间四处流动,就会流向防爆阀体的位置,通过设置第一环形凸筋与环形凹槽的配合,在电解液至防爆阀体的流动路径上设置阻碍,从而防止电解液流向防爆阀***置并腐蚀防爆阀体,以此避免影响储能装置的开阀可靠性,确保了对电池的安全性产生负面影响。
一种实施方式中,沿所述第一表面朝向所述第二表面的方向,所述环形凹槽的槽宽逐渐增大;所述环形凹槽与所述第一环形凸筋满足关系式:0.7mm≤D1max-D2 max≤1.5mm ,其中,D1 max为所述环形凹槽的最大槽宽,D2 max为所述第一环形凸筋内圈与外圈之间的最大壁厚。通过设置环形凹槽的槽宽逐渐增大,以使得环形凹槽的截面轮廓可以为“喇叭形”,不但可以减少环形凹槽和第一环形凸筋之间的干涉摩擦,较大的环形凹槽开口使得第一环形凸筋更容易***,从而降低装配过程中的精度要求,以降低装配的难度。通过设置环形凹槽和第一环形凸筋满足上述关系式,使得第一环形凸筋的最大壁厚小于环形凹槽的最大槽宽,使得第一环形凸筋更为容易***至环形凹槽内,从而降低装配过程中的精度要求,以降低装配的难度。
一种实施方式中,所述第一环形凸筋包括相背的第一斜面和第二斜面,所述第一斜面位于所述第一环形凸筋的外圈,所述第二斜面位于所述第一环形凸筋的内圈,所述第一斜面与所述第三表面具有夹角α,所述第二斜面与所述第三表面具有夹角β,0.85≤α/β≤1.15,以使所述第一环形凸筋远离所述第三表面一端的壁厚小于连接所述第三表面一端的壁厚。
通过在第一环形凸筋上设置相背的第一斜面和第二斜面,且第一斜面和第二斜面均与第三表面具有夹角,使得在装配的过程中第一环形凸筋可以借助第一斜面和第二斜面的倾斜度,更为容易的***至环形凹槽内,从而降低装配过程中的精度要求,以降低装配的难度。
一种实施方式中,所述第一环形凸筋包括沿所述绝缘件的厚度方向依次连接的限位部和导向部,所述限位部连接所述第三表面,所述导向部连接在所述限位部背向所述第三表面的一端,所述导向部包括所述第一斜面和所述第二斜面;所述导向部和所述环形凹槽满足关系式:1/5≤H21/H1≤1/3,其中,H21为所述导向部在所述绝缘件的厚度方向上的高度,H1为所述环形凹槽的深度。满足上述关系式,第一环形凸筋能起到很好的导向作用又能保证整个凸筋结构件的强度以及凸筋与凹槽配合的整个结构件的稳定性。
一种实施方式中,所述环形凹槽与所述第一环形凸筋满足关系式:0.5mm≤H1-H2≤0.8mm,其中,H1为所述环形凹槽的深度,H2为所述第一环形凸筋突出于所述第三表面的高度。通过设置环形凹槽的深度与第一环形凸筋的高度满足上述关系式,使得环形凹槽和第一环形凸筋的配置可以在合适的范围内,盖板和绝缘件之间的安装缝隙可以在合适范围内,避免盖板和绝缘件之间松动,或有灰尘经盖板和绝缘件之间的安装缝隙进入储能装置。
一种实施方式中,所述盖板还包括第二环形凸筋,所述第二环形凸筋突出于所述第一表面,在所述盖板的厚度方向上,所述第二环形凸筋与所述环形凹槽正对;所述第二环形凸筋远离所述第一表面一端的壁厚不大于所述环形凹槽的槽宽。
通过在盖板的第一表面上设置第二环形凸筋,且第二环形凸筋和环形凹槽的位置相对,是的在盖板制造的过程中,当出现多块盖板相互叠放的时候,相邻盖板之间可以通过第二环形凸筋和环形凹槽插接,从而提高盖板堆叠的齐整度,同时由于第二环形凸筋和环形凹槽插接,使得相邻两块盖板之间不容易相对滑动,从而保证的盖板堆叠后的牢固性,方便运输。
一种实施方式中,所述环形凹槽包括相对的第一内壁和第二内壁,所述第一内壁绕设在所述第二内壁的外周,所述第一内壁和所述第二内壁均与所述第二表面为圆弧过渡连接;所述第二环形凸筋包括相背的第二外侧壁和第二内侧壁,所述第二外侧壁绕设在所述第二内侧壁的外周,所述第二外侧壁和所述第二内侧壁均匀所述第一表面为圆弧过渡连接。通过设置环形凹槽的内壁和第二表面为圆弧过渡连接,可以减少环形凹槽与第一环形凸筋之间的有害接触,即避免盖板上过于尖锐的板壁磨坏绝缘件,同时,还可以避免盖板堆叠时造成盖板之间的硬摩擦;再通过设置第二环形凸筋的壁面与第一表面为圆弧过渡连接,可以避免盖板堆叠时造成盖板之间的硬摩擦,从而避免磨坏环形凹槽的内壁。
一种实施方式中,所述环形凹槽的内壁和所述第一环形凸筋之间具有间隔距离S,其中,0.15mm≤S≤1.25mm。通过设置环形凹槽的内壁和第一环形凸筋之间具有间隔距离S,且间隔距离S的范围在上述范围内,使得盖板和绝缘件之间的装配具有余量,环形凹槽与第一环形凸筋配合后,第一环形凸筋在环形凹槽内任意方向移动,绝缘件与盖板之间配合不会干涉,同时绝缘件盖板上的注液孔也不会干涉。
一种实施方式中,所述第二环形凸筋包括沿所述盖板的厚度方向依次连接的主体部和端部,所述主体部连接所述第一表面,所述端部连接在所述主体部背向所述第一表面的一端,所述端部的壁厚Q1小于所述环形凹槽的最大槽宽D1max,所述主体部的壁厚Q2大于所述环形凹槽的最大槽宽D1max。通过在第二环形凸筋上设置主体部和端部,并且限定端部的壁厚Q1小于所述环形凹槽的最大槽宽D1max,主体部的壁厚Q2大于所述环形凹槽的最大槽宽D1max。以此,使得仅有端部可以完全***到环形凹槽中,主体部可以保留在凹槽外。而叠放的两个盖板之间具有间隔距离,以此防止焊接有防爆阀体的盖板会磨损防爆阀体。
一种实施方式中,所述主体部和所述端部满足关系式:1/3≤R1/R2≤1/2,其中,在所述盖板的厚度方向上,R1为所述端部的高度,R2为所述主体部的高度。通过限定主体部的高度和端部的高度在上述范围内,可以确保端部较短,主体部较长。所以第二环形凸筋***环形凹槽的部分也较短,相邻两个盖板之间的间距较大,不会磨损防爆阀体。
一种实施方式中,所述绝缘件还包括:主体板、第一边条、第一支撑条和第二支撑条;主体板在其厚度方向上相背两面分别为所述第三表面和第四表面;第一边条连接在所述主体板的长度方向上的一端,且与所述主体板之间具有间隔距离;第一支撑条和第二支撑条设置于所述主体板和所述第一边条之间,所述第一支撑条和所述第二支撑条在所述绝缘件的宽度方向上相对间隔设置,所述防爆阀***于所述第一支撑条和所述第二支撑条之间;所述第一支撑条、所述第二支撑条、所述主体板的部分和所述第一边条的部分突出于所述第三表面形成所述第一环形凸筋,所述主体板、所述第一边条、所述第一支撑条和所述第二支撑条为一体成型结构。通过设置第一环形凸筋,主体板、第一边条、第一支撑条和第二支撑条为一体成型结构,使得上述结构条无需额外的连接结构,结构紧凑,连接可靠性高。并且所形成的环形结构正好用于包裹防爆阀体,提高防爆阀体的稳定性。
一种实施方式中,所述盖板还开设有贯穿所述第一表面和所述第二表面的第一安装孔;所述绝缘件还开设有贯穿所述第三表面和所述第四表面的第二安装孔,所述第一安装孔和所述第二安装孔正对;所述端盖组件还包括极柱和密封圈,所述极柱包括法兰部和柱体部,所述法兰部连接在所述柱体部的一端,所述柱体部穿设于所述第一安装孔和所述第二安装孔,所述法兰部和所述第四表面抵接,所述柱体部的外周壁与所述第一安装孔和所述第二安装孔的内周壁均具有间隔距离,所述密封圈套设于所述柱体部,且与所述第一安装孔和所述第二安装孔的侧壁抵接;所述第二表面开设有盲孔,所述盲孔的内径为D1;所述第三表面凸设有凸点,所述凸点收容于所述盲孔,所述凸点的外径为D2,所述凸点和所述盲孔满足D1>D2;所述柱体部的外周壁与所述第一安装孔和所述第二安装孔的内周壁均具有间隔距离A1,0mm<A1-(D1-D2)≤1.6mm。密封圈与第一安装孔和第二安装孔的侧壁抵接,使得密封圈产生弹性变形而挤压极柱的柱体部,使得极柱的柱体部与盖板、绝缘件之间相对固定而结构稳定,并且密封圈封闭了极柱的柱体部与第一安装孔的侧壁、第二安装孔的侧壁之间的间隙,起到密封作用,避免电解液从该处间隙泄露。并且,通过在盖板的第二表面开设盲孔,在绝缘件的第三表面设置凸点,且满足盲孔的内径D1大于凸点的外径D2,在端盖组件组装时,盖板与绝缘件相对靠近并将凸点伸入盲孔,实现盖板与绝缘件的定位和限位,从而方便后续的极柱的安装,无需繁琐的安装方式,精度能得到保证,避免错误安装的问题发生。还通过限定盖板和极柱之间满足上述关系式,使得盖板和极柱之间的安装更加简便,切不容易损伤盖板和极柱,以此提高产品良率和生产效率。
一种实施方式中,所述第二表面还开设有第一容置槽,所述第一安装孔贯穿所述第一容置槽的底壁,所述绝缘件包括突出于所述第三表面的极柱台,所述第二安装孔贯穿所述极柱台的顶面,所述极柱台伸入所述第一容置槽;所述第四表面还开设有第二容置槽,所述第二安装孔贯穿所述第二容置槽的底壁,所述第二容置槽与所述极柱台正对,所述法兰部伸入所述第二容置槽。在绝缘件与光铝片相对滑动时,极柱台能够在第一容置槽内移动,配合前述的第一环形凸筋在环形凹槽内移动,可对第一安装孔和第二安装孔的相对位置进行微调,实现定位与限位,且也使得极柱的柱体部不会与光铝片的第一安装孔接触而导致意外短路,以便于安装极柱。
一种实施方式中,所述端盖组件还包括上塑胶,所述上塑胶套设在所述柱体部的外周,且所述上塑胶还至少部分伸入第一安装孔;所述密封圈包括沿所述柱体部的轴向相背的第一端面和第二端面,所述第一端面与所述法兰部抵接,所述第二端面与所述上塑胶抵接。
通过设置上塑胶还至少部分伸入第一安装孔,上塑胶能够紧紧的被固定在光铝片上而不会脱离,上塑胶起到绝缘保护作用,使得极柱的柱体部只有背向法兰部的端面外露,其他伸出光铝片的外周均被上塑胶包围,避免意外触电的情况发生。
第二方面,本申请提供一种储能装置,包括电芯组件、转接件和第一方面所述的端盖组件,所述转接件连接所述电芯组件和所述端盖组件。
第三方面,本申请提供一种用电设备,包括第二方面所述的储能装置,所述储能装置为所述用电设备供电。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式中的附图,对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本申请保护的范围。
需要说明的是,当组件被称为“固定于”另一个组件,它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件,它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。
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。本申请中在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。本申请所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合附图,对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
由于人们所需要的能源都具有很强的时间性和空间性,为了合理利用能源并提高能量的利用率,需要通过一种介质或者设备,把一种能量形式用同一种或者转换成另外一种能量形式存储起来,基于未来应用需要再以特定能量形式释放出来。
目前绿色电能的产生普遍依赖于光伏、风电、水势等,而风能和太阳能等普遍存在间歇性强、波动性大的问题,会造成电网不稳定,用电高峰电不够,用电低谷电太多,不稳定的电压还会对电力造成损害,因此可能因为用电需求不足或电网接纳能力不足,引发“弃风弃光”问题,要解决这些问题须依赖储能。即将电能通过物理或者化学的手段转化为其他形式的能量存储起来,在需要的时候将能量转化为电能释放出来,简单来说,储能就类似一个大型“充电宝”,在光伏、风能充足时,将电能储存起来,在需要时释放储能的电力。
以电化学储能为例,本方案提供一种储能装置,储能装置内设有一组化学电池,主要是利用化学电池内的化学元素做储能介质,充放电过程伴随储能介质的化学反应或者变化,简单说就是把风能和太阳能产生的电能存在化学电池中,在外部电能的使用达到高峰时再将存储的电量释放出来使用,或者转移给电量紧缺的地方再使用。
目前的储能(即能量存储)应用场景较为广泛,包括(风光)发电侧储能、电网侧储能、基站侧储能以及用户侧储能等方面,对应的储能装置的种类包括有:
(1)应用在电网侧储能场景的大型储能集装箱,其可作为电网中优质的有功无功调节电源,实现电能在时间和空间上的负荷匹配,增强可再生能源消纳能力,并在电网***备用、缓解高峰负荷供电压力和调峰调频方面意义重大。
(2)应用在用户侧的工商业储能场景(银行、商场等)的中小型储能电柜,主要运行模式为“削峰填谷”。由于根据用电量需求在峰谷位置的电费存在较大的价格差异,用户有储能设备后,为了减少成本,通常在电价低谷期,对储能柜/箱进行充电处理;电价高峰期,再将储能设备中的电放出来进行使用,以达到节省电费的目的。
请参考图1和图2,本申请实施例提供的储能装置应用于一种储能***,该储能***包括电能转换装置(光伏板200)、风能转换装置(风机300)、用电设备(电网400)以及储能装置100,该储能装置100可作为储能柜,可以安装于室外。具体的,光伏板200可以在电价低谷时期将太阳能转换为电能,储能装置100用于储存该电能并在用电高峰时供给电网400,或者在电网400断电/停电时进行供电。风能转换装置(风机300)可以将风能转换为电能,储能装置100用于储存该电能并在用电高峰时供给电网400,或者在电网400断电/停电时进行供电。其中,电能的传输可以采用高压线缆进行传输。
请参考图2,储能装置100包括壳体、电芯组件30、转接片20和端盖组件10。电芯组件30包括电芯301、正极耳302和负极耳303,正极耳302和负极耳303分别与电芯301相连。电芯组件30设置在壳体内,转接片20连接电芯组件30和端盖组件10,端盖组件10封闭壳体的开口。转接片20包括正极转接片201和负极转接片202,端盖组件10与正极转接片201和负极转接片202相连,并连接壳体的开口处封闭壳体。
本实施例提供一种端盖组件10,请参考图3,端盖组件10包括盖板11、防爆阀体12、绝缘件13、极柱14、上塑胶15和密封圈16。
盖板11可以为平板装结构,盖板11的长度方向X可以为储能装置100的长度方向X,盖板11的宽度方向Y可以为储能装置100的宽度方向Y,盖板11的厚度方向Z可以为储能装置100的高度方向。需要说明的,以下所涉及的长度方向X、宽度方向Y和厚度方向Z均以盖板11为参照。防爆阀体12设置在盖板11上,防爆阀体12上还可覆盖有盖片。
绝缘件13包括正极绝缘件13A和负极绝缘件13B,正极绝缘件13A和负极绝缘件13B均与盖板11连接。正极绝缘件13A与正极耳302对应,负极绝缘件13B与负极耳303对应,正极绝缘件13A和负极绝缘件13B沿盖板11的长度方向X对接。
极柱14包括正极柱14A和负极柱14B,正极柱14A和负极柱14B的结构基本相同。柱体部142穿设于盖板11以及绝缘件13,即正极柱14A的穿设于盖板11和正极绝缘件13A,负极柱14B穿设于盖板11和负极绝缘件13B。正极转接片201与正极柱14A连接,负极转接片202与负极柱14B连接,将端盖组件10与外壳安装形成储能单元焊后,正极柱14A和负极柱14B在端盖组件10的外侧露出,可用于与外部的用电设备进行电连接,以进行充电或放电。
上塑胶15包括正极上塑胶15A和负极上塑胶15B,正极上塑胶15A套设在正极柱14A上且与盖板11连接,负极上塑胶15B套设在负极柱14B上且与盖板11连接。
密封圈16包括正极密封圈16A和负极密封圈16B,正极密封圈16A套设在正极柱14A的外周,负极密封圈16B套设在负极柱14B的外周。
一种实施方式中,图3和图7,盖板11在其厚度方向Z上包括相背的第一表面111和第二表面112,第一表面111朝向外部,第二表面112朝向电芯组件30,第二表面112上开设有环形凹槽113,盖板11还开设有贯穿第一表面111和第二表面112的防爆孔114,环形凹槽113环绕防爆孔114,盖板11开设有第一注液孔。
可选的,第二表面112开设有防爆槽,防爆槽自第二表面112凹陷。防暴孔贯穿防爆槽的底壁和第一表面111,防爆阀体12与容置于槽并封闭防暴孔。可以理解的,防爆阀体12应该和防爆槽的底壁抵接。
优选的,防爆阀体12的形状可以为椭圆形(或类椭圆形),所以上述中的防爆槽也可为椭圆形。环形凹槽113环绕防爆槽。所以环形凹槽113所形成的环形也可以为椭圆形。
一种实施方式中,请参考图3和图4,绝缘件13在其厚度方向Z上包括与第二表面112相对的第三表面131,绝缘件13开设有第二注液孔,绝缘件13包括突出于第三表面131的第一环形凸筋133,盖板11和绝缘件13安装固定,第一环形凸筋133***环形凹槽113。
具体的,第一环形凸筋133位于负极绝缘件13B。其中,负极绝缘件13B包括主体板13B1、第一边条13B2、第一支撑条13B3和第二支撑条13B4。主体板13B1在其厚度方向Z上相背两面分别为第三表面131和第四表面132。第三表面131和第四表面132均为平面。
第一边条13B2连接在主体板13B1的长度方向X上的一端,且与主体板13B1之间具有间隔距离。可选的,绝缘件13还包括第二边条和第三边条。第二边条和第三边条均连接在主体板13B1的同一侧,且第二边条和第三边条在宽度方向Y上相对间隔设置,第一边条13B2相背离的两端分别连接第二边条和第三边条。
第一支撑条13B3和第二支撑条13B4设置于主体板13B1和第一边条13B2之间,第一支撑条13B3和第二支撑条13B4在主体板13B1的宽度方向Y上相对间隔设置,防爆阀体12位于第一支撑条13B3和第二支撑条13B4之间。其中,第一支撑条13B3靠近第二边条,第二支撑条13B4靠近第三边条。优选的,第一支撑条13B3和第二支撑条13B4为弧形,且第一支撑条13B3朝背向第二支撑条13B4的方向突出,第二支撑条13B4朝背向第一支撑条13B3的方向突出。
第一支撑条13B3、第二支撑条13B4、主体板13B1的部分和第一边条13B2的部分突出于第三表面131形成第一环形凸筋133,主体板13B1、第一边条13B2、第一支撑条13B3和第二支撑条13B4为一体成型结构。可以理解的,第一支撑条13B3、主体板13B1、第二支撑条13B4和第一边条13B2为依次连接,所以四者突出于第三表面131的部分可以共同组成第一环形凸筋133。
通过在盖板11上设置环形凹槽113,在绝缘件13上设置第一环形凸筋133,使得盖板11和绝缘件13之间可以通过环形凹槽113和第一环形凸筋133实现安装定位;并且由于第一环形凸筋133环绕防爆阀体12,且第一环形凸筋133是突出于绝缘件13的第三表面131的,所以在电池注液时或注液后,自注液口反溢出的电解液在第三表面131上时,电解液会受到第一环形凸筋133的阻挡无法流至防爆阀体12上,从而防止电解液腐蚀防爆阀体12,以此避免影响储能装置100的开阀可靠性,确保了对电池的安全性产生负面影响;进一步的,第一环形凸筋133***环形凹槽113后,将防爆阀体12隔离成一个整体,增强防爆阀体12周边强度,提高盖板11的抗变形能力,可以避免在储能装置100工作过程中盖板11拉扯防爆阀体12导致防爆阀体12开裂的现象,从而提高防爆阀体12***的稳定性和安全性。
进一步的,盖板11上面设置第一注液孔,绝缘件13上对应第一注液孔的第二注液孔,在自盖板11的第一表面注液时,因电解液其液体的表面张力,电解液会有一部分顺着绝缘件13的第三表面在绝缘件13与盖板11之间四处流动,就会流向防爆阀体12的位置,通过设置第一环形凸筋133与环形凹槽113的配合,在电解液至防爆阀体12的流动路径上设置阻碍,从而防止电解液流向防爆阀体12位置并腐蚀防爆阀体12,以此避免影响储能装置100的开阀可靠性,确保了对电池的安全性产生负面影响;另外由于绝缘件13是塑料件有一定的压缩变形空间,盖板11装配过程会有一定的预紧力的施压以确保结构可靠性。一种实施方式中,请参考图7和图8A,沿第一表面111朝向第二表面112的方向,环形凹槽113的槽宽逐渐增大。具体的,环形凹槽113的截面轮廓可以为“喇叭形”,即沿第一表面111朝向第二表面112的方向为扩口形状。
通过设置环形凹槽113的槽宽逐渐增大,以使得环形凹槽113的截面轮廓可以为“喇叭形”,不但可以减少环形凹槽113和第一环形凸筋133之间的干涉摩擦,较大的环形凹槽113开口使得第一环形凸筋133更容易***,从而降低装配过程中的精度要求,以降低装配的难度。
一种实施方式中,请参考图7和图8A,第一环形凸筋133包括相背的第一斜面1331和第二斜面1332,第一斜面1331位于第一环形凸筋133的外圈,第二斜面1332位于第一环形凸筋133的内圈,第一斜面1331与第三表面131具有夹角α,第二斜面1332与第三表面131具有夹角β,0.85≤α/β≤1.15,以使第一环形凸筋133远离第三表面131一端的壁厚小于连接第三表面131一端的壁厚。
具体的,第一斜面1331和第二斜面1332位于第一环形凸筋133远离第三表面131的一端。第一斜面1331与第三表面131具有夹角α可以为10°~90°,第二斜面1332与第三表面131具有夹角β可以为10°~90°。α/β可以但不限于为0.85、0.9、0.95、1、1.05、1.1、1.15。当α/β的比值超过上述范围时,第一斜面1331与第三表面131具有夹角α、第二斜面1332与第三表面131具有夹角β过大或过小,导致第一环形凸筋133的形状不利于***到环形凹槽113中。
通过在第一环形凸筋133上设置相背的第一斜面1331和第二斜面1332,且第一斜面1331和第二斜面1332均与第三表面131具有夹角,使得在装配的过程中第一环形凸筋133可以借助第一斜面1331和第二斜面1332的倾斜度,更为容易的***至环形凹槽113内,从而降低装配过程中的精度要求,以降低装配的难度。
一种实施方式中,请参考图7,环形凹槽113与第二环形凸筋115满足关系式:0.7mm≤D1max-D2max≤1.5mm,其中,D1max为环形凹槽113的最大槽宽,D2max为第一环形凸筋133内圈与外圈之间的最大壁厚。
具体的,在上述实施方式的基础上,由于环形凹槽113为“喇叭形”结构,可以理解为环形凹槽113的槽口位置即具有最大的槽宽,所以环形凹槽113的最大槽宽即D1max在第二表面112上的口径。
进一步的,第一环形凸筋133可以为上窄下宽的结构,即第一凸筋远离第三表面131一端的壁厚小于连接第三表面131一端的壁厚。所以第一环形凸筋133内圈与外圈之间的最大壁厚应该为第一环形凸筋133与第三表面131的连接处。
可选的,D1max-D2max可以但不限于为0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1,5mm。当低于上述关系式的下限时,说明第一环形凸筋133与第三表面131的连接处的壁厚过厚,且不容易***到环形凹槽113中,在多个盖板11叠放时,由于重力的关系,会使得处于下方的盖板11在上方的压力下,导致环形凹槽113变形。当超过上述关系式的上限时,说明环形凹槽113的槽宽过大,会使得安装时盖板11和绝缘件13的移动矿量较大,从而导致绝缘件13和盖板11之间容易松动。
通过设置环形凹槽113和第一环形凸筋133满足上述关系式,使得第一环形凸筋133的最大壁厚小于环形凹槽113的最大槽宽,使得第一环形凸筋133更为容易***至环形凹槽113内,从而降低装配过程中的精度要求,以降低装配的难度。
一种实施方式中,第一环形凸筋133包括沿绝缘件13的厚度方向依次连接的限位部133A和导向部133B,限位部133A连接第三表面131,导向部133B连接在限位部133A背向第三表面131的一端,导向部133B包括第一斜面1331和第二斜面1332;导向部133B和环形凹槽113满足关系式:1/5≤H21/H1≤1/3,其中,H21为导向部133B在绝缘件13的厚度方向上的高度,H1为环形凹槽113的深度。
可选的,H21/H1可以为1/5、1/4、3/10、1/3等。满足上述关系式,第一环形凸筋133能起到很好的导向作用又能保证整个凸筋结构件的强度以及凸筋与凹槽配合的整个结构件的稳定性。
另外,由于本申请电池装配过程为先将防爆阀体12焊接于盖板11上,以及完成极柱与盖板11的焊接装配,在进行绝缘件13与盖板11的装配时,焊接完成的盖板11和防爆阀体12位置是完全密封结构,采用盖板11至绝缘件13从上向下装配,或者绝缘件13至盖板11从上向下装配,以完成绝缘件13上的第一环形凸筋133和环形环槽的插接配合。如果小于1/5,即导向部133B尺寸过小在装配时不便于快速对准及插接配合,不便于操作,生产效率低,但是导向部133B尺寸过大,整个凸筋尺寸较窄,在绝缘件13和盖板11来回移动实现对准插接时,凸筋较窄会带来凸筋强度不足而导致凸筋被抵压、滑动摩擦变形,一方面变形会影响装配效率,另一方面变形后的凸筋***凹槽后,其与凹槽的尺寸比例(上述H1和H2)不在符合最初电池设计参数,会带来极柱与盖板11安装过程产生的安全负面影响。
一种实施方式中,请参考图7和图8A,环形凹槽113与第一环形凸筋133满足关系式:0.5mm≤H1-H2≤0.8mm,其中,H1为环形凹槽113的深度,H2为第一环形凸筋133突出于第三表面131的高度。
可选的,H1-H2可以但不限于为0.5mm、0.55mm、0.6mm、0.65mm、0.7mm、0.75mm、0.8mm。当低于上述关系式的下限时,说明第一环形凸筋133突出于第三表面131的高度大于环形凹槽113的深度,使得盖板11和绝缘件13装配后,由于第一环形凸筋133过高,导致盖板11和绝缘件13之间出现安装缝隙,外部灰尘容易通过该安装缝隙进入到储能装置100内部。当超过上述关系式的上限时,说明环形凹槽113过深,第一环形凸筋133伸入环形凹槽113的部分过小,盖板11和绝缘件13之间容易松动,且放置防爆阀体12的空间无法被分割成独立的空间,防爆阀体12容易受损。
通过设置环形凹槽113的深度与第一环形凸筋133的高度满足上述关系式,使得环形凹槽113和第一环形凸筋133的配置可以在合适的范围内,盖板11和绝缘件13之间的安装缝隙可以在合适范围内,避免盖板11和绝缘件13之间松动,或有灰尘经盖板11和绝缘件13之间的安装缝隙进入储能装置100。
一种实施方式中,请参考图3和图5,盖板11还包括第二环形凸筋115,第二环形凸筋115突出于第一表面111,在盖板11的厚度方向Z上,第二环形凸筋115与环形凹槽113正对。
具体的,第二环形凸筋115突出于第一表面111,且第二环形凸筋115的尺寸可以不大于环形凹槽113的尺寸。可选的,第二环形凸筋115的尺寸可以包括突出的高度和壁厚。
通过在盖板11的第一表面111上设置第二环形凸筋115,且第二环形凸筋115和环形凹槽113的位置相对,是的在盖板11制造的过程中,当出现多块盖板11相互叠放的时候,相邻盖板11之间可以通过第二环形凸筋115和环形凹槽113插接,从而提高盖板11堆叠的齐整度,同时由于第二环形凸筋115和环形凹槽113插接,使得相邻两块盖板11之间不容易相对滑动,从而保证的盖板11堆叠后的牢固性,方便运输。进一步的,第二环形凸筋115还能够阻挡第一表面111上的电解液注液流至防爆阀体的位置。
一种实施方式中,请参考图8B,第二环形凸筋115包括沿盖板11的厚度方向依次连接的主体部115A和端部115B,主体部115A连接第一表面,端部115B连接在主体部115A背向第一表面的一端,端部115B的壁厚Q1小于环形凹槽113的最大槽宽D1max,主体部115A的壁厚Q2大于环形凹槽113的最大槽宽D1max。
通过在第二环形凸筋115上设置主体部115A和端部115B,并且限定端部115B的壁厚Q1小于环形凹槽113的最大槽宽D1max,主体部115A的壁厚Q2大于环形凹槽113的最大槽宽D1max。以此,使得仅有端部115B可以完全***到环形凹槽113中,主体部115A可以保留在凹槽外。而叠放的两个盖板11之间具有间隔距离,以此防止焊接有防爆阀体12的盖板11会磨损防爆阀体12。
一种实施方式中,主体部115A和端部115B满足关系式:1/3≤R1/R2≤1/2,其中,在盖板11的厚度方向上,R1为端部115B的高度,R2为主体部115A的高度。可选的,R1/R2的值可以为1/3、2/5、1/3。
通过限定主体部115A的高度和端部115B的高度在上述范围内,可以确保端部115B较短,主体部115A较长。所以第二环形凸筋115***环形凹槽113的部分也较短,相邻两个盖板11之间的间距较大,不会磨损防爆阀体12。
一种实施方式中,请参考图7,环形凹槽113包括相对的第一内壁1131和第二内壁1132,第一内壁1131绕设在第二内壁1132的外周,第一内壁1131和第二内壁1132均与第二表面112为圆弧过渡连接;第二环形凸筋115包括相背的第二外侧壁1151和第二内侧壁1152,第二外侧壁1151绕设在第二内侧壁1152的外周,第二外侧壁1151和第二内侧壁1152均匀第一表面111为圆弧过渡连接。
通过设置环形凹槽113的内壁和第二表面112为圆弧过渡连接,可以减少环形凹槽113与第一环形凸筋133之间的有害接触,即避免盖板11上过于尖锐的板壁磨坏绝缘件13,同时,还可以避免盖板11堆叠时造成盖板11之间的硬摩擦;再通过设置第二环形凸筋115的壁面与第一表面111为圆弧过渡连接,可以避免盖板11堆叠时造成盖板11之间的硬摩擦,从而避免磨坏环形凹槽113的内壁。
一种实施方式中,请参考图8A,环形凹槽113的内壁和第一环形凸筋133之间具有间隔距离S,其中,0.15mm≤S≤1.25mm。
可选的,环形凹槽113的内壁和第一环形凸筋133之间具有间隔距离S可以但不限于为0.15mm、0.3mm、0.45mm、0.6mm、0.75mm、0.9mm、1.05mm、1.25mm。
通过设置环形凹槽113的内壁和第一环形凸筋133之间具有间隔距离S,且间隔距离S的范围在上述范围内,使得盖板11和绝缘件13之间的装配具有余量,环形凹槽113与第一环形凸筋133配合后,第一环形凸筋133在环形凹槽113内任意方向移动,绝缘件13与盖板11之间配合不会干涉,同时绝缘件13盖板11上的注液孔也不会干涉。
一种实施方式中,请参考图3、图4、图6和图9,盖板11还开设有贯穿第一表面111和第二表面112的第一安装孔116;绝缘件13还开设有贯穿第三表面131和第四表面132的第二安装孔134,第一安装孔116和第二安装孔134正对;极柱14包括法兰部141和柱体部142,法兰部141连接在柱体部142的一端,柱体部142穿设于第一安装孔116和第二安装孔134,法兰部141和第四表面132抵接,柱体部142的外周壁与第一安装孔116和第二安装孔134的内周壁均具有间隔距离,密封圈16套设于柱体部142,且与第一安装孔116和第二安装孔134的侧壁抵接;第二表面112开设有盲孔(图中未示出),盲孔的内径为D1;第三表面131凸设有凸点137,凸点137收容于盲孔,凸点137的外径为D2,凸点137和盲孔满足D1>D2。
具体的,请参考图6,第一安装孔116包括第一正极安装孔和第一负极安装孔,第一正极安装孔和第一负极安装孔在盖板11的长度方向X上间隔设置,第一正极安装孔用于设置正极柱14A,第一负极安装孔用于设置负极柱14B。
请参考图6,第二安装孔134包括第二正极安装孔和第二负极安装孔。可以理解的,第二正极安装孔位于正极绝缘件13A上,第二负极安装孔位于负极绝缘件13B上。
请参考图9,正极柱14A和负极柱14B的结构基本相同,均包括法兰部141和柱体部142,法兰部141连接在柱体部142的一端。柱体部142穿设于第一安装孔116和第二安装孔134,即正极柱14A的柱体部142穿设于第一正极安装孔和第二正极安装孔,负极柱14B的柱体部142穿设于第一负极安装孔和第二负极安装孔。
请参考图9,以正极柱14A为例,负极柱14B可参照,安装时,正极柱14A的柱体部142从正极绝缘件13A背向盖板11的一侧穿入第二正极安装孔,再穿入第一正极安装孔,并从盖板11的第一表面111一侧伸出,法兰部141则不会穿过第二正极安装孔,而是会卡在正极绝缘件13A背向盖板11的一侧。
以正极密封圈16A为例,负极密封圈16B可参照,正极密封圈16A与第一正极安装孔和第二正极安装孔的侧壁抵接,使得正极密封圈16A产生弹性变形而挤压正极柱14A的柱体部142,使得正极柱14A的柱体部142与盖板11、正极绝缘件13A之间相对固定而结构稳定,并且正极密封圈16A封闭了正极柱14A的柱体部142与第一正极安装孔的侧壁、第二正极安装孔的侧壁之间的间隙,起到密封作用,避免电解液从该处间隙泄露。
可以理解的,第一安装孔116和第二安装孔134的孔径可以相同,所以柱体部142的外周壁与第一安装孔116和第二安装孔134的内周壁均具有间隔距离。
进一步的,请参考图4、凸点137和绝缘件13可为注塑成型的一体式结构,也可为先注塑好绝缘件13后再安装凸点137的结构。可选的,2mm≤D1≤4mm,具体可为2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm等。可选的,1mm≤D2≤3mm,具体可为1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm等。
可选的,盲孔和凸点137的数量均为多个,且多个盲孔和多个凸点137一一对应。盲孔和凸点137的具体数量不限,可为2、3、4……等。
之所以盲孔的内径D1要大于凸点137的外径D2,需要保证凸点137能够方便的伸入到盲孔中,如果D1=D2,虽然凸点137也可伸入盲孔,但难以将凸点137伸入到盲孔,操作不便,如果D1<D2,则凸点137无法伸入盲孔,起不到定位和限位作用。
并且,通过在盖板11的第二表面112开设盲孔,在绝缘件13的第三表面131设置凸点137,且满足盲孔的内径D1大于凸点137的外径D2,在端盖组件10组装时,盖板11与绝缘件13相对靠近并将凸点137伸入盲孔,实现盖板11与绝缘件13的定位和限位,从而方便后续的极柱的安装,无需繁琐的安装方式,精度能得到保证,避免错误安装的问题发生。
可选的,请参考图9,柱体部142的外周壁与所述第一安装孔116和所述第二安装孔134的内周壁均具有间隔距离A1,0mm<A1-(D1-D2)≤1.6mm。
A1-(D1-D2)具体可为0mm、0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm。
可以理解的,当等于上述关系式的最小值(0mm)时,即表示极柱的外周侧与盖板11的安装孔之间的间隙较小,在极柱穿过安装孔实现盖板11与下塑胶的固定装配时,需要较高操作精度,极柱易于盖板11的安装孔侧壁发生刮擦,极柱外周壁与盖板11安装孔的侧壁不在平整,在装配完成之后易影响电池密封性能,并且刮擦产生的毛刺在安装挤压密封圈进行密封装配时,密封圈挤压变形内部较大应力,毛刺容易划伤密封圈并且密封圈会顺着划伤的位置释放变形应力导致密封圈裂开回弹,此时电池的整体密封性下降;大于1.6mm会存在极柱的柱体部142与盖板11之间差值过大,导致密封圈的压缩量不够,电池密封性差,出现漏液风险,降低产品良率和生产效率。
一种实施方式中,请参考图9,第二表面112还开设有第一容置槽117,第一安装孔116贯穿第一容置槽117的底壁,绝缘件13包括突出于第三表面131的极柱台135,第二安装孔134贯穿极柱台135的顶面,极柱台135伸入第一容置槽117;第四表面132还开设有第二容置槽136,第二安装孔134贯穿第二容置槽136的底壁,第二容置槽136与极柱台135正对,法兰部141伸入第二容置槽136。
具体的,第一容置槽117包括第一正极容置槽和第一负极容置槽,第一正极容置槽与第一正极安装孔对应,第一负极容置槽与第一负极安装孔对应。
极柱台135包括正极极柱台和负极极柱台,正极极柱台与第二正极安装孔对应,负极极柱台与第二负极安装孔对应。正极极柱台伸入第一正极容置槽,负极极柱台伸入第一负极容置槽,从而使得第一正极安装孔与第二正极安装孔对应,第一负极安装孔与第二负极安装孔对应。
正极绝缘件13A开设的第二容置槽136为第二正极容置槽,负极绝缘件13B开设的第二容置槽136为第二负极容置槽,正极柱14A的法兰部141容置在第二正极容置槽,负极柱14B的法兰部141容置在第二负极容置槽。
在绝缘件13与光铝片相对滑动时,极柱台135能够在第一容置槽117内移动,配合前述的第一环形凸筋133在环形凹槽113内移动,可对第一安装孔116和第二安装孔134的相对位置进行微调,实现定位与限位,且也使得极柱14的柱体部142不会与光铝片的第一安装孔116接触而导致意外短路,以便于安装极柱14。
一种实施方式中,请参考图9,上塑胶15套设在柱体部142的外周,且上塑胶15还至少部分伸入第一安装孔116;密封圈16包括沿柱体部142的轴向相背的第一端面161和第二端面162,第一端面161与法兰部141抵接,第二端面162上塑胶15抵接。
具体的,在上述实施方式的基础上,由于柱体部142的外周壁与第一安装孔116和第二安装孔134的内周壁均具有间隔距离,所以在密封圈16的高度小于第一安装孔116和第二安装孔134的深度之和时,套设在柱体部142的外周的上塑胶15也可以有部分伸入第一安装孔116中。以此使得,第二端面162与上塑胶15抵接。
以图6和图9中示出的正极侧为例,负极侧同理。安装时,先将正极密封圈16A套设在正极柱14A的柱体部142,且使得密封圈16的第一端面161与法兰部141接触,之后将正极柱14A的柱体部142依次穿过第二正极安装孔和第一正极安装孔,其中第一正极安装孔的孔径略小于第二正极安装孔的孔径,使得正极密封圈16A可以顺利的穿入第二正极安装孔,但正极密封圈16A的第二端面162靠近外周表面的边沿会与第一正极安装孔的侧壁与第一正极容置槽的底壁相接处抵接,用力推动正极柱14A的法兰部141,使得正极密封圈16A产生弹性变形而穿入第一正极安装孔,由于正极密封圈16A的弹性张力作用,从而使得正极柱14A的柱体部142的外周表面通过正极密封圈16A与第一正极安装孔的侧壁紧紧固定在一起,实现了将盖板11、绝缘件13和极柱14之间的安装固定。之后,通过注塑工艺制作形成上塑胶15,在注塑过程中熔融的塑胶流入模具并形成包围柱体部142且流入第一安装孔116中与密封圈16抵接。
通过设置上塑胶15还至少部分伸入第一安装孔116,上塑胶15能够紧紧的被固定在光铝片上而不会脱离,上塑胶15起到绝缘保护作用,使得极柱14的柱体部142只有背向法兰部141的端面外露,其他伸出光铝片的外周均被上塑胶15包围,避免意外触电的情况发生。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指标的方位或位置关系为基于附图的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,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申请的限制。
以上所揭露的仅为本申请一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本申请之权利要求范围,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程,并依本申请权利要求所作的等同变化,仍属于本申请所涵盖的范围。