防水电源的防水外壳、防水电源及其制造方法与流程

本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种防水电源的防水外壳、防水电源及其制造方法。

背景技术：

随着科技的发展，水下探索的深入，水下设备的发展越来越普遍，防水电源可以应用于潜水娱乐、水下打捞、水产养殖、国防军工等众多行业领域。防水电源一般采用塑料制作防水外壳，生产工艺简单，成本低，并且通过注塑成型容易实现各种复杂结构。然而，受外壳结构和生产工艺的影响，塑料的防水外壳的生产存在以下问题：

1、用于放置方形软包聚合物电芯的塑料外壳大多数为立方体形状，由于塑料外壳的壁厚较薄和强度较低，在水压下塑料外壳容易发生变形，使密封接头撕裂，发生漏水问题；

2、正负极输出金属端子与塑料为异种材料，即使金属端子与塑料外壳注塑为一体，他们之间也存在接触缝隙，目前大多数胶水对于异种材料的粘接密封能力有限，降低了塑料外壳的密封性；

3、由于外壳壁厚较薄，以及内部电池包受外界温度影响大，致使许多塑料焊接工艺不能应用在防水外壳的密封生产中，使防水外壳的密封生产工艺复杂，密封效果差。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对上述现有技术的缺陷，提供一种密封性好、防水能力优良的防水电源的防水外壳、防水电源及其制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种防水电源的防水外壳，包括圆筒状的壳体、分别配合在所述壳体第一端和第二端上的第一盖体和第二盖体；所述壳体的第一端内设有定位板，所述定位板的外周缘与所述壳体的内壁相接；所述定位板上设有相间隔的用于容置输出端子的两个第一输出通孔，每一所述第一输出通孔的外围设有与其连通的密封槽，所述密封槽内放置有密封圈；

所述第一盖体上设有相间隔的两个第二输出通孔、围设在每一所述第二输出通孔外围的环形凸起；两个所述第二输出通孔分别与两个所述第一输出通孔相对连通；所述环形凸起位于所述第一盖体朝向所述壳体的表面上，压缩对应的所述密封槽内的密封圈，使输出端子与所述壳体密封配合。

优选地，所述第一盖体通过超声焊接固定在所述壳体的第一端上。

优选地，所述第一盖体的周缘设有朝向所述壳体的超声线，所述壳体的第一端上设有与所述超声线对应的环形凹槽。

优选地，所述第一盖体背向所述壳体的表面上还设有环绕在所述第二输出通孔外围的环形隔墙。

优选地，所述第二盖体通过旋转摩擦焊接固定在所述壳体的第二端上。

优选地，所述第二盖体的周缘设有第一斜面接头，所述壳体的第二端周缘上设有第二斜面接头，所述第一斜面接头与所述第二斜面接头相配合并通过旋转摩擦焊接连接。

优选地，所述定位板朝向所述第一盖体的表面上设有两个凸起的环形圈，两个所述环形圈分别围绕在两个所述第一输出通孔的外围；

每一所述环形圈包括沿所述定位板周缘延伸的弧形部、连接所述弧形部的两端与其构成闭环的直线部；两个所述环形圈的弧形部相背，两个所述环形圈的直线部间隔相对。

优选地，所述防水外壳还包括两个输出端子，分别容置在两个所述第一输出孔内；

所述输出端子的一端位于所述壳体内，另一端容置在所述第二输出孔内。

本发明还提供一种防水电源，包括以上任一项所述的防水外壳、以及安装在所述防水外壳的壳体内的电池组。

本发明还提供一种防水电源的制造方法，包括以下步骤：

s1、将电池组放入壳体内，并使所述的正极片和负极片分别与安装在所述壳体内定位板上的两个输出端子连接；

s2、向所述壳体内灌注导热硅胶，将电池组封固在所述壳体内；

s3、将第一盖体配合到所述壳体的第一端上并进行超声焊接；

所述第一盖体上的环形凸起压缩所述定位板上位于密封槽内的密封圈，使输出端子与所述壳体密封配合；

s4、将第二盖体配合到所述壳体的第二端上并进行旋转摩擦焊接，制得防水电源。

本发明的有益效果：防水外壳采用圆柱结构，较于立方体外壳抗水压能力高；防水外壳中，第一盖体设置环形凸起与壳体内定位板上的密封圈配合，通过压缩密封圈使位于密封圈内的输出端子与壳体之间达到很好的密封效果，防水能力优良。

另外，作为底盖的第二盖体通过旋转摩擦焊接方式密封壳体，接头强度高，密封性能优异。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一实施例的防水电源的立体结构示意图；

图2是本发明一实施例的防水电源的分解结构示意图；

图3是本发明一实施例的防水电源的剖面结构示意图；

图4是图3中a部分的放大结构示意图；

图5是图3中b部分的放大结构示意图；

图6是图3中c部分的放大结构示意图；

图7是本发明一实施例的防水电源中输出端子的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-3所示，本发明一实施例的防水电源，包括防水外壳以及安装在防水外壳内的电池组60。

其中，防水外壳包括壳体30、分别配合在壳体30的相对的第一端和第二端上的第一盖体10和第二盖体20。

壳体30为圆筒状结构，第一盖体10和第二盖体20的形状与壳体30的形状对应设置，从而三者配合形成一个封闭的圆柱外壳，圆柱外壳的侧面为圆弧面，较于立方体外壳侧面为平面具有更好的受力能力，从而抗水压能力更高。

壳体30、第一盖体10和第二盖体20采用pc、abs、pa或pc+abs等热塑性材料制成。

壳体30为两端开放的圆筒结构，其第一端内设有定位板40用于安装固定输出端子。定位板40的形状与壳体30的形状对应设置，其外周缘与壳体30的内壁相接。定位板40可通过一体注塑成型在壳体30内，从而两者为一体结构，两者之间不存在缝隙。定位板40下方的壳体30内部空间用于容置电池组60。

电池组60包括多个电芯，每一电芯可适应性为圆柱体电池组，可以是18650、26650、32650等各种型号的圆柱电芯。

如图2、3、4所示，定位板40上设有相间隔的两个第一输出通孔41，用于容置输出端子50。每一第一输出通孔41的外围设有与其连通的密封槽42，密封槽42内放置有密封圈43。密封圈43定位在密封槽42内并配合在输出端子50的外周，在受第一盖体10压缩后可发生形变过盈填充抵接在输出端子50和密封槽42内壁之间，将输出端子50和第一输出通孔41之间的缝隙密封，达到很好的密封效果。

定位板40朝向第一盖体10的表面上设有两个凸起的环形圈44，两个环形圈44分别围绕在两个第一输出通孔41的外围，进一步起到分隔两个第一输出通孔41的作用。其中，每一环形圈44均包括沿定位板40周缘延伸的弧形部441、连接弧形部441的两端与其构成闭环的直线部442；两个环形圈44的弧形部441相背，两个环形圈44的直线部442间隔相对。即使有水渗入到定位板40上，可被分流到环形圈44内或者两个直线部442的间隔中，不会形成整体且同时流到两个输出端子50上，避免两个输出端子50导通发生电化学腐蚀溶解。

如图2、3、5所示，第一盖体10配合固定在壳体30的第一端上，可作为顶盖将壳体30的该端封闭并与定位板40间隔相对。该第一盖体10通过超声焊接固定在壳体30的第一端上，连接固定强度好。

为实现超声焊接，第一盖体10的周缘设有朝向壳体30的超声线11，壳体30的第一端上设有与超声线11对应的环形凹槽31。本实施例中，环形凹槽31形成在定位板40和壳体30的内壁之间。在第一盖体10配合到壳体30第一端上时，超声线11配合到环形凹槽31内，通过超声焊接两者熔接在一起。

如图3、4所示，对应定位板40上的第一输出通孔41，第一盖体10上设有相间隔的两个第二输出通孔12、围设在每一第二输出通孔12外围的环形凸起13。两个第二输出通孔12分别与两个第一输出通孔41相对连通，环形凸起13位于第一盖体10朝向壳体30的表面上，且每一环形凸起13与对应第一输出通孔41外围的密封槽42相对。在第一盖体10配合到壳体30上时，环形凸起13压缩对应的密封槽42内的密封圈43，密封圈43变形过盈配合在密封槽42中，从而使输出端子50与壳体30密封配合。

另外，第一盖体10背向壳体30的表面上还可以设有环绕在每一第二输出通孔12外围的环形隔墙14。环形隔墙14在第一盖体10上的凸出设置，不仅可以进一步隔开两个第二输出通孔12，还有助于防水电源与主机的对准插接。

如图2、3、6所示，第二盖体20配合固定在壳体30的第二端上，将该第二端封闭，可作为防水外壳的底盖。本发明中，第二盖体20通过旋转摩擦焊接固定在壳体30的第二端上，连接固定强度好。

为实现旋转摩擦焊接，第二盖体20的周缘设有第一斜面接头21，壳体30的第二端周缘上设有第二斜面接头32。第二盖体20配合到壳体30第二端时，第一斜面接头21与第二斜面接头32相配合并通过旋转摩擦焊接连接。

此外，第二盖体20朝向壳体30的一侧还设有沿其周缘延伸的环形台阶22，壳体30第二端周缘上位于第二斜面接头32外侧的凸起33可与环形台阶22相配合形成扣合。

进一步地，防水外壳还可包括两个输出端子50。两个输出端子50分别容置在两个第一输出孔41内，相隔绝缘。两个输出端子50分别用于与电池组60的正极片和负极片接触连接，实现导通。

如图3所示，输出端子50固定在定位板40的第一输出通孔41中，相对两端分别位于第一输出通孔41的相对两侧。其中，输出端子50的一端位于壳体30内，以与电池组60的正极片或负极片连接，另一端容置在第二输出孔12内，以与主机连接。输出端子50的两端可为弹片结构，实现弹性插接。

具体地，如图7所示，每一输出端子50可包括基座、通过焊接或铆接等固定在基座相对两侧上的第一弹片结构和第二弹片结构。输出端子50以基座配合固定在第一输出通孔41中，第一弹片结构对应为输出端子50的一端处于壳体30内，第二弹片结构对应为输出端子50的另一端处于第二输出通孔12中。

电池组60在壳体30内还通过导热硅胶封固在其中，电池组60一端上的正极片和负极片则露出导热硅胶，分别与两个输出端子50连接。

参考图1-3，本发明一实施例的防水电源的制造方法，可包括以下步骤：

s1、将电池组60放入壳体30内，并使电池组60的正极片和负极片分别与两个输出端子50连接。

其中，输出端子50预先安装在壳体30内的定位板40上。电池组60的正极片和负极片分别插接到输出端子50位于壳体30内的一端，如图7所示的第一弹片结构中，形成接触电连接。

s2、向壳体30内灌注导热硅胶，将电池组60封固在壳体30内.

导热硅胶在壳体30内填充电池组60与壳体30内壁之间缝隙中，以及电池组60的表面。导热硅胶灌注后经烘干固化。

s3、将第一盖体10配合到壳体30的第一端上并进行超声焊接，焊接形成的结构强度高，密封性好。

其中，如图3、4所示，第一盖体10上的环形凸起13压缩定位板40上位于密封槽42内的密封圈42，密封圈42被压缩后发生形变填充抵接在输出端子50和密封槽42内壁之间，将输出端子50和第一输出通孔41之间的缝隙密封，从而使输出端子50与壳体30密封配合。

s4、将第二盖体20配合到壳体30的第二端上并进行旋转摩擦焊接，制得防水电源。

旋转摩擦焊接采用旋转摩擦焊接设备实现，在焊接前将第二盖体20和装有电池组60和第一盖体10的壳体30安装固定到旋转摩擦焊接设备上，启动旋转摩擦焊接设备进行焊接，操作简单，焊接形成的结构强度高，密封性好。

本发明的防水电源强度高且气密性好，可用作水下电源，在水下与主机电连接，为主机提供电源，亦可作为水下动力电池的一个单位模组，通过多个模组串并联后形成水下动力电池。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。