缓冲垫及电池模组的制作方法

文档序号:15495273发布日期:2018-09-21 21:33阅读:213来源:国知局

本申请涉及电池技术领域,尤其涉及一种缓冲垫及电池模组。



背景技术:

通过压缩自身来提供一定容纳空间的弹性缓冲结构的应用范围极为广泛,如其可以包覆在易碎品外部,来防止易碎品在运输或使用过程中因碰撞或意外掉落而损坏;而在电池领域,弹性缓冲结构的使用量也很大,其不单单可以应用在电池模组的运输过程中,在电池模组内部通常也设置有缓冲垫,以防止电池因碰撞或受到挤压而损坏,以及壳体受到电芯膨胀产生的挤压力而变形。电池模组内的电池随着工作时长的增长,其膨胀量也是逐渐变大的,常规的缓冲垫随着电芯的膨胀过程,其作用于壳体上的力是呈线性增长的,当电池的膨胀量到达一定程度之后,缓冲垫的作用就会变得不那么明显,造成缓冲垫与电芯之间作用力变大,以及缓冲垫作用于电池模组的壳体上的力也相对较大,从而造成壳体可能在前述力的作用下失效,这不利于电池模组安全性能的提升。



技术实现要素:

本申请提供了一种缓冲垫及电池模组,该缓冲垫能通过向多个方向发生变形来吸收更大的挤压力,进而提升缓冲效果。

本申请的第一方面提供了一种缓冲垫,其包括底部;

凸起,所述凸起与所述底部连接,所述凸起包括倾斜部,所述倾斜部相对于所述底部倾斜设置;所述倾斜部具有围绕所述缓冲垫的厚度方向所在直线设置的外周面,所述凸起靠近所述底部的一侧设置有缓冲空腔。

优选地,所述凸起具有多个过所述厚度方向所在直线的对称平面。

优选地,所述凸起还包括平顶部,所述倾斜部与所述平顶部连接,所述平顶部和所述底部分别设置于所述倾斜部的相对两侧。

优选地,所述倾斜部的外周面被过所述厚度方向所在直线的面所截得的线段中,包括第一倾斜段和第二倾斜段,所述第一倾斜段和所述第二倾斜段中的至少一者为直线段。

优选地,所述倾斜部的内周面被过所述厚度方向所在直线的面所截得的线段中,包括第三倾斜段和第四倾斜段,所述第三倾斜段和所述第四倾斜段中的至少一者为直线段。

优选地,所述第一倾斜段、所述第二倾斜段、所述第三倾斜段和所述第四倾斜段均为直线段,所述第一倾斜段和所述第三倾斜段位于同侧且互相平行,所述第二倾斜段和所述第四倾斜段位于同侧且互相平行。

优选地,所述凸起的外周面被过所述厚度方向所在直线的面所截得的线段中,还包括平直段,所述第一倾斜段和所述平直段连接,且二者之间的夹角中锐角的角度在45°~85°之间。

优选地,所述倾斜部整面设置于所述缓冲垫上;沿所述厚度方向,所述倾斜部的投影与所述缓冲垫的投影的面积之比大于9:100。

本申请的第二方面还提供一种电池模组,其包括单体电池、壳体和上述任一项所提供的缓冲垫,所述缓冲垫设置于所述单体电池与所述壳体之间。

优选地,沿所述厚度方向,所述凸起的投影与所述底部的投影不重合,所述凸起与所述单体电池接触,所述底部与所述壳体接触。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果:

本申请所提供的缓冲垫中,倾斜部相对底部倾斜设置。在该缓冲垫设置于两个部件之间时,一个部件与凸起接触,另一部件与底部接触,当一个部件挤压另一个部件时,该部件作用于缓冲垫上的挤压力的方向是沿着缓冲垫的厚度所在方向的,而当该挤压力的施力部件变成缓冲垫时,由于倾斜部倾斜设置,因而缓冲垫作用于另一部件上的力就可以被分解为沿垂直于前述厚度方向的方向的第一分力和沿前述厚度所在的方向的第二分力,由力的分解这一原理可知,第二分力必定小于前述挤压力,因而缓冲垫作用于另一部件上的力会减小,并通过在一定程度上挤压自身,来抵消前述第一分力,达到提升两个部件之间稳定性的目的;同时,由于本申请所提供的缓冲垫中的倾斜部的外周面是围绕缓冲垫的厚度方向设置的,因而在缓冲垫被压缩的过程中,凸起可以通过向多个方向发生变形,以吸收部分挤压力。

应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的,并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的缓冲垫的一种结构示意图;

图2-4为图1所示的缓冲垫在不同方向上的视图;

图5为图1所示的缓冲垫的剖面图;

图6为本申请实施例所提供的缓冲垫的另一种结构示意图;

图7为图6所示的缓冲垫在某一方向上的视图;

图8为图6所示的缓冲垫在另一方向上的视图;

图9为图6所示的缓冲垫的剖面图;

图10为本申请实施例所提供的缓冲垫的另一种结构示意图;

图11为图10所示的缓冲垫在某一方向上的视图;

图12为图10所示的缓冲垫在另一方向上的视图;

图13为图10所示的缓冲垫的局部剖面图。

附图标记:

1-底部;

2-凸起;

20-空腔;

21-倾斜部;

211-外周面;

211a-第一倾斜段;

211b-第二倾斜段;

212-内周面;

212a-第三倾斜段;

212b-第四倾斜段;

22-平顶部;

221-平直段。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

如图1、6、10所示,本申请实施例提供了一种缓冲垫,其在受挤压的过程中能通过向多个方向发生变形,来吸收一部分挤压力,从而减小两部件之间相互作用的挤压力大小。该缓冲垫包括底部1和凸起2,凸起2凸出且连接于底部1,且其具体可以设置为多个,缓冲垫可以由开孔硅橡胶、聚丙烯或聚乙烯等材料制成,当然,在某些情况下,缓冲垫也可以由金属材料制成。为了使缓冲垫具备减小挤压力的功能,凸起2中设置有倾斜部21,且凸起2靠近底部1的一侧设置有缓冲空腔20,在缓冲垫受到挤压力时,倾斜部21可以发生变形,以吸收一部分挤压力,从而减小缓冲垫作用于与其接触的另一部件上的力;为了防止因倾斜部21仅在单一方向上发生变形而可能对缓冲降力工作过程产生不利影响,可以设置倾斜部21的外周面211围绕前述厚度方向所在直线设置,从而在缓冲垫受挤压时,倾斜部21可以向多个方向发生变形,以提升缓冲效果,且还可以在一定程度上提升缓冲垫的受压能力。具体地,底部1和凸起2可以通过一体注塑的方式形成,整个缓冲垫和多个凸起2各自的形状及尺寸均可以根据实际情况确定,缓冲空腔20可以在一体注塑的过程中直接形成于凸起2靠近底部1的一侧。

上述可知,本申请所提供的缓冲垫中,倾斜部相对底部倾斜设置。在该缓冲垫设置于两个部件之间时,一个部件与凸起接触,另一部件与底部接触,当一个部件挤压另一个部件时,该部件作用于缓冲垫上的挤压力的方向是沿着缓冲垫的厚度所在方向的,而当该挤压力的施力部件变成缓冲垫时,由于倾斜部倾斜设置,因而缓冲垫作用于另一部件上的力就可以被分解为沿垂直于前述厚度方向的方向的第一分力和沿前述厚度所在的方向的第二分力,由力的分解这一原理可知,第二分力必定小于前述挤压力,因而缓冲垫作用于另一部件上的力会减小,并通过在一定程度上挤压自身,来抵消前述第一分力,达到提升两个部件之间稳定性的目的;同时,由于本申请所提供的缓冲垫中的倾斜部的外周面是围绕缓冲垫的厚度方向设置的,因而在缓冲垫被压缩的过程中,凸起可以通过向多个方向发生变形,以吸收部分挤压力。

在缓冲垫受挤压的过程中,为了使凸起2中至少有两部分所承受的挤压力的大小几乎一致,优选地,如图2、3、7、11所示,凸起2可以设置成具有多个过厚度方向所在直线的对称平面。也就是说,对于凸起2这一单独结构而言,其为平面对称结构,且其对称平面中,至少有两个对称平面过缓冲垫的厚度方向所在的直线。在具备平面对称特性的凸起2的受压过程中,其至少在两个方向上具备各向同性的性质,从而在受压过程中,其发生延展及变形的方向则至少具有两个,且在前述这两个方向上,缓冲垫的变形量基本一致,这可以进一步提升缓冲垫的缓冲效果。具体地,凸起2可以为棱台棱锥状结构,也可以为圆台圆锥状结构,凸起2还可以为其他满足前述条件的结构。

为了防止凸起2与部件之间的压强过大而造成凸起2或前述部件的结构受损,优选地,如图1-13所示,凸起2上还可以设置有平顶部22,平顶部22与底部1分别设置在凸起2的相对两侧,且平顶部22与底部1均与倾斜部21连接。在缓冲垫的工作过程中,可以通过平顶部22和底部1分别与位于缓冲垫两侧的部件接触,从而使得缓冲垫与前述部件均通过面接触的方式贴合,这可以减小缓冲垫与前述部件之间的压强,以保证在缓冲垫的工作过程中,缓冲垫和前述两个部件基本不会受到破坏。具体地,可以设置平顶部22与底部1所具有的平面互相平行,平顶部22和底部1与部件之间的接触面积可以根据实际情况确定;相应地,平顶部22和底部1的形状可以相同,也可以不同。

进一步地,倾斜部21的外周面211被过厚度方向所在直线的面所截得的线段中,包括第一倾斜段211a和第二倾斜段211b,为了防止某些外周面211为曲面的倾斜部21在变形时,因力的分解过程会受曲面的各项尺寸影响,而存在无法减小挤压力的情况,优选地,第一倾斜段211a和第二倾斜段211b中的至少一者可以设置成直线段;也就是说,倾斜部21的外周面211的至少一部分为平面或弧面,且即便倾斜部21的外周面211为弧面,其也可以认为是由特定形状的平面绕前述厚度方向围成的曲面;例如,倾斜部21可以为圆锥或圆台状结构,该结构的倾斜部21的外周面211就是由特定形状的平面围绕前述厚度方向而形成的曲面。在这种情况下,当缓冲垫受到挤压,通过倾斜部21自身的变形来减小挤压力这一方式的可靠性更高。

同理,倾斜部21的内周面212被过厚度方向所在直线的面所截得的线段中,包括第三倾斜段212a和第四倾斜段212b,第三倾斜段212a和第四倾斜段212b中的至少一者也可以设置成直线段。

优选地,第一倾斜段211a、第二倾斜段211b、第三倾斜段212a和第四倾斜段212b均可以设置成直线段,如凸起2的外周面211所形成的结构可以为棱台或圆台等。为了使凸起2上的各部分在受挤压的过程中所受的力基本一致,前述四者中,可以设置位于同侧的第一倾斜段211a和第三倾斜段212a互相平行,位于同侧的第二倾斜段211b和第四倾斜段212b互相平行;也就是说,倾斜部21的内外周面211中的一部分均可以设置成平面、圆锥面或部分圆锥面。进一步地,第一倾斜段211a和第三倾斜段212a之间的距离可以与第二倾斜段211b与第四倾斜段212b之间的距离相等,从而使得倾斜部21上的各部分的厚度相等,以使倾斜部21上各部分在受到相等的力的作用时,所发生的变形量也基本一致,这不仅可以提升缓冲垫的缓冲效果,还可以防止缓冲垫上各部分因受力不均而造成缓冲垫的寿命大幅缩减,以及缓冲垫受力不均而与其所接触的部件之间的压强不同,造成部件或缓冲垫损坏。

进一步地,凸起2的外周面211被过厚度方向所在直线的面所截得的线段中,还包括平直段221,可以认为,凸起2上设置有平顶部22,平顶部22具有平直段221。由于倾斜部21的倾斜程度在一定程度上决定缓冲垫的缓冲能力及减小挤压力的能力,详细地说,当第一倾斜段211a与平直段221之间的夹角的锐角过小,就会导致倾斜段极为平缓,从而在缓冲垫的工作过程中,可能仅需较小的力就可以使倾斜段发生变形,且造成变形之后的倾斜部与平直段221平行,从而丧失缓冲及减小挤压力的作用;而当第一倾斜段211a与平直段221之间的夹角中的锐角较大时,则借助倾斜部21所减小的挤压力的大小的值过小,从而不能较好地发挥所设置的倾斜部21所具备的功能,优选地,第一倾斜段211a和平直段221连接,且二者之间的夹角中锐角的角度在45°~85°之间,以保证凸起2可以在较大范围内较好地发挥出其具备的缓冲作用。

由于影响缓冲垫缓冲效果的除了倾斜部21的倾斜程度之外,还包括制作缓冲垫的材料,以及缓冲垫上凸起2的具体尺寸,凸起2的设置密度,以及凸起2的均匀程度,优选地,倾斜部21可以整面设置于缓冲垫上;也就是说,凸起2可以设置有多个,多个凸起2可以均匀排布在底部1上;优选地,沿厚度方向,倾斜部21的投影与缓冲垫的投影的面积之比大于9:100,如果前述比例过小,则会造成缓冲垫的缓冲效果降低,甚至无法起到缓冲效果。

基于上述任一实施例所提供的缓冲垫,本申请还提供一种电池模组(未给出具体图例),该电池模组包括单体电池、壳体和上述任一实施例所提供的缓冲垫,缓冲垫设置于单体电池与壳体之间。具体地,在电池模组的设计制作过程中,可以使单体电池和壳体的尺寸相适配,且单体电池与壳体之间的空间也可以根据缓冲垫的初始最大厚度设置,缓冲垫的底部1可以为方形或圆形结构,电池模组中,单体电池的外侧均可以设置有该缓冲垫。

优选地,沿缓冲垫的厚度方向,可以使凸起2的投影与底部1的投影不重合,且可以使凸起2与单体电池接触,缓冲垫的底部1与壳体接触,也就是说,凸起2中的倾斜部越远离底部,其外表面的周长越小,这可以使缓冲垫与壳体接触的面积不小于与单体电池的接触面积,从而保证壳体即便在挤压力的作用下,也不易出现机械破坏;同时,设置接触面积较小的凸起2与单体电池接触,在较大压强的作用下,缓冲垫还可以在一定程度上限制单体电池的膨胀。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

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