电池及用电装置的制作方法

1.本技术涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池及用电装置。


背景技术：

2.节能减排是汽车产业可持续发展的关键，电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
3.传统的电池在受到外部碰撞挤压时，其内的电池单元容易受挤压变形，进而引发电池单元起火甚至爆炸，电池的安全性较低。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本技术提供一种电池及用电装置，能够缓解电池单元受到外部碰撞挤压时变形的问题，从而能够提升电池及用电装置的安全性。
5.第一方面，本技术涉及一种电池，其包括：
6.框体，包括框主体及固定件，框主体内部构造形成有中空区域，固定件与框主体连接，并将中空区域分隔形成缓冲区域及安装区域；以及
7.电池单元，设于安装区域内，并与固定件连接。
8.在本技术中，当框主体受到来自外部由挂载梁指向安装端板的挤压力，由于缓冲区域能够吸收至少部分的挤压力，如此，可以减弱甚至消除外部的挤压力，以能够降低外部挤压力传递至电池单元而导致电池单元受挤压变形的概率，从而使得电池具有较高的安全性。
9.在其中一实施例中，固定件全部位于中空区域内。
10.在这样的实施例中，固定件占用的体积与框主体的体积发生重叠，一方面，即可减小电池占用的体积，以方便电池布置于用电装置内，另一方面，还可避免固定件伸出至中空区域外而影响其他零部件的装配。
11.在其中一实施例中，框主体包括沿其纵向间隔设置的第一横梁及第二横梁，以及沿其横向间隔设置的第一纵梁及第二纵梁，第一横梁、第一纵梁、第二横梁及第二纵梁依次首尾连接围合形成中空区域。
12.该种框主体的制造过程较为简单，便于提升框主体的制造成本。
13.在其中一实施例中，固定件沿框主体的纵向延伸，并在框主体的横向上与第一纵梁及第二纵梁均间隔设置，缓冲区域位于第一纵梁与固定件之间，安装区域位于固定件与第二纵梁之间。
14.由于电池单元一般为规则的长方体或者圆柱体，通过设置固定件将中空区域分隔形成安装区域，则可充分利用安装区域，并在安装区域内排布更多数量的电池单体，从而使得电池具有更高的空间利用率及能量密度。此外，该种设计还可提升固定件装配的简便性。
15.在其中一实施例中，固定件与第一纵梁之间的间距小于固定件与第二纵梁之间的
间距。
16.固定件与第一纵梁之间的间距即为缓冲区域的宽度，固定件与第二纵梁之间的间距即为安装区域的宽度。而缓冲区域与安装区域的长度相同，这样，安装区域的容积大于缓冲区域的容积，以使得安装区域内能够容纳更多数量的电池单体，从而有助于提升电池的能量密度。
17.在其中一实施例中，固定件与第一纵梁之间的间距为h，h满足条件：5mm ≤h≤28mm。
18.在该种设计下，缓冲区域的宽度较为合适，能够有效吸收来自外部由挂载梁指向安装端板的挤压力，从而可降低电池单元受挤压变形的风险，有助于提升电池的安全性。
19.在其中一实施例中，h满足条件：10mm≤h≤20mm。
20.在该种设计下，一方面，缓冲区域占据中空区域的容积不至于过大，从而使得安装区域具有较大的容积可以放置更多数量的电池单体，以便于提升电池的能量密度；另一方面，缓冲区域的宽度合适，能够可靠地吸收挤压力，从而能够进一步降低电池单元受挤压变形的风险。
21.在其中一实施例中，还包括弹性件，弹性件设于缓冲区域内，且弹性件与电池单元分别在缓冲区域与安装区域的分隔方向上的投影至少部分重合。
22.弹性件具有吸能效果。当框主体受到来自外部挂载梁指向安装端板的挤压力时，缓冲区域中的弹性件也可以吸收部分挤压力，如此，挤压力几乎在通过缓冲区域的过程中便损失殆尽，因此，可以有效降低电池单元受挤压而形变的概率。
23.在其中一实施例中，弹性件完全填充缓冲区域。
24.在该种设计下，弹性件具有极佳的吸能效果，几乎可以完全吸收来自挂载梁指向安装端板的挤压力，保证了电池具有较高的安全性。
25.在其中一实施例中，框体还包括承载主体，承载主体配接于框主体，并沿框主体的厚度方向布设于框主体的一侧，且承载主体用于承载电池单元及固定件中的至少一者。
26.承载主体的设置，可以提升电池单元及固定件中至少一者安装的可靠性，以防止其支撑的电池单元和/或固定件掉落。
27.第二方面，本技术还提供了一种用电装置，其包括上述电池，电池用于为用电装置提供电能。
28.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
29.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
30.图1为本技术一些实施例中车辆的结构示意图；
31.图2为本技术一些实施例中电池的俯视图；
32.图3为图2所示的电池中局部结构a的放大示意图；
33.图4为图3所示的放大示意图中沿b-b方向的剖面图；
34.图5为图2所示的电池中框体的结构示意图；
35.图6为图5所示的框体中局部结构c的放大示意图。
36.附图标记说明：
37.1000、车辆；100、电池；10、框体；11、框主体；111、中空区域；112、缓冲区域；113、安装区域；114、第一横梁；115、第二横梁；116、第一纵梁； 117、第二纵梁；118、开口；119、挂载梁；12、固定件；13、承载主体；20、电池单元；30、安装端板；200、控制器；300、马达。
具体实施方式
38.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
39.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向x”、“横向y”、“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技术和简化描述，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技术的限制。
40.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。在本技术的描述中，“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。
41.在本技术中，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；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技术中的具体含义。
42.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
43.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
44.目前，从市场形势的发展来看，电池的应用越加广泛。电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电
动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。
45.电池包括框主体及电池单元，框主体具有中空区域，电池单元位于中空区域内，且电池单元通过位于其一侧的安装端板与框主体连接，挂载梁位于框主体外，并设于框主体背向安装端板的一侧。
46.申请人注意到，当电池的框主体背向安装端板的一侧的挂载梁受外部碰撞并被挤压时，挤压力f容易通过安装端板传递至电池单元上，导致电池单元受挤压变形，进而容易引发起火甚至爆炸，电池的安全性较低。
47.为了缓解电池单元受到外部碰撞挤压时变形的问题，申请人经过深入研究，设计了一种电池，电池包括框体及电池单元，框体包括框主体及固定件，框主体内部构造形成有中空区域，固定件与框主体连接，并将中空区域分隔形成缓冲区域及安装区域，电池单元设于安装区域内，并与固定件连接。
48.其中，框体还包括挂载梁，挂载梁设于框主体背向缓冲区域的一侧。电池单元通过安装端板与固定件连接。
49.在这样的电池中，当挂载梁受到外部由挂载梁指向安装端板的挤压力f时，由于缓冲区域能够吸收至少部分的挤压力f，如此，可以减弱甚至消除外部的挤压力f，以能够降低外部挤压力f传递至电池单元而导致电池单元受挤压变形的概率，从而使得电池具有较高的安全性。
50.本技术实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置，用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
51.以下实施例为了方便说明，以本技术一实施例的一种用电装置为车辆为例进行说明。
52.请参照图1，图1为本技术一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池100，电池100 可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电，例如，电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300，控制器200用来控制电池100为马达300供电，例如，用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
53.在本技术一些实施例中，电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000 提供驱动动力。
54.请一并参照图2、图3及图4，电池100包括框体10及电池单元20。
55.请一并参照图5及图6，其中，框体10包括框主体11及固定件12，框主体11内部构造形成有中空区域111，固定件12与框主体11连接，并将中空区域111分隔形成缓冲区域112及安装区域113，电池单元20设于安装区域113 内，并与固定件12连接。
56.其中，电池单元20包括多个电池单体，全部电池单体之间可通过串联或并联或混联形成电池单元20，混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。全部电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体构成的电池单元20容纳于中空区域111内；
当然，多个电池单体之间也可以是先串联或并联或混联组成电池100模块形式，然后多个电池100模块再串联或并联或混联形成电池单元20，并容纳于安装区域113内。电池单元20通过安装端板30与固定件12连接。
57.具体地，框体10可以作为车辆1000的底盘使用。
58.框体10还包括挂载梁119，挂载梁119设于框主体11背向缓冲区域112的一侧。
59.框主体11可以为方框、圆形框、或者不规则形状的框结构。固定件12可以为杆状、柱状或者其他形状，固定件12可以将中空区域111分隔形成两个规则形状的区域，或者，也可以将中空区域111分隔形成两个不规则形状的区域，具体可以根据需求进行设置。
60.固定件12可以通过粘接、焊接、卡接或者其他方式与框主体11进行连接。
61.其中，固定件12可以完全位于中空区域111内，或者，也可以部分伸出至中空区域111外。
62.在本技术中，当挂载梁119受到外部沿挂载梁119指向安装端板30的挤压力f时，挤压力f通过挂载梁119传递至框主体11上，由于缓冲区域112能够吸收至少部分的挤压力f，如此，可以减弱甚至消除外部的挤压力f，以能够降低外部挤压力f传递至电池单元20而导致电池单元20受挤压变形的概率，从而使得电池100具有较高的安全性。
63.在本技术的一些实施例中，固定件12全部位于中空区域111内。
64.也就是说，固定件12不具有伸出至中空区域111外的部分。
65.在这样的实施例中，固定件12占用的体积与框主体11的体积发生重叠，一方面，即可减小电池100占用的体积，以方便电池100布置于用电装置内，另一方面，还可避免固定件12伸出至中空区域111外而影响其他零部件的装配。
66.请继续一并参照图5及图6，在本技术的一些实施例中，框主体11包括沿其纵向x间隔设置的第一横梁114及第二横梁115，以及沿其横向y间隔设置的第一纵梁116及第二纵梁117，第一横梁114、第一纵梁116、第二横梁115及第二纵梁117依次首尾连接围合形成中空区域111。
67.具体地，第一横梁114及第二横梁115均沿框主体11的横向y延伸，挂载梁119、第一纵梁116及第二纵梁117均沿框主体11的纵向x延伸，横向y是指框主体11的宽度方向，纵向x是指框主体11的长度方向。在用电装置为车辆1000的实施例中，车辆1000直线行驶时，纵向x与车辆1000的行驶方向重合，横向y与行驶方向垂直。
68.该种框主体11的制造过程较为简单，便于提升框主体11的制造成本。
69.在本技术的一些实施例中，固定件12沿框主体11的纵向x延伸，并在框主体11的横向y上与第一纵梁116及第二纵梁117均间隔设置，缓冲区域112 位于第一纵梁116与固定件12之间，安装区域113位于固定件12与第二纵梁 117之间。
70.具体地，固定件12为梁构件，其将中空区域111分隔形成缓冲区域112及安装区域113。
71.由于电池单元20一般为规则的长方体或者圆柱体，通过设置固定件12将中空区域111分隔形成安装区域113，则可充分利用安装区域113，并在安装区域113内排布更多数量的电池单体，从而使得电池100具有更高的空间利用率及能量密度。此外，该种设计还可提升固定件12装配的简便性。
72.在本技术的一些实施例中，固定件12与第一纵梁116之间的间距小于固定件12与
第二纵梁117之间的间距。
73.固定件12与第一纵梁116之间的间距即为缓冲区域112的宽度，固定件12 与第二纵梁117之间的间距即为安装区域113的宽度。而缓冲区域112与安装区域113的长度相同，这样，安装区域113的容积大于缓冲区域112的容积，以使得安装区域113内能够容纳更多数量的电池单体，从而有助于提升电池100 的能量密度。
74.在本技术的一些实施例中，固定件12与第一纵梁116之间的间距为h，h 满足条件：5mm≤h≤28mm。
75.也就是说，缓冲区域112的宽度h满足条件：5mm≤h≤28mm。
76.在该种设计下，缓冲区域112的宽度较为合适，能够有效吸收来自外部沿挂载梁119指向安装端板30的挤压力f，从而可降低电池单元20受挤压变形的风险，有助于提升电池100的安全性。
77.在本技术的一些实施例中，h满足条件：10mm≤h≤20mm。
78.在该种设计下，一方面，缓冲区域112占据中空区域111的容积不至于过大，从而使得安装区域113具有较大的容积可以放置更多数量的电池单体，以便于提升电池100的能量密度；另一方面，缓冲区域112的宽度合适，能够可靠地吸收挤压力f，从而能够进一步降低电池单元20受挤压变形的风险。
79.在本技术的一些实施例中，电池100还包括弹性件(图未示)，弹性件设于缓冲区域112内，且弹性件与电池单元20分别在缓冲区域112与安装区域113 的分隔方向上的投影至少部分重合。
80.其中，弹性件可以为弹簧、橡胶、棉花、海绵或者其他具有弹性的构件，其可以占据缓冲区域112的部分，也可以填充缓冲区域112的全部。弹性件可以完全位于缓冲区域112内，也可以全部位于缓冲区域112内，具体可以根据需要进行设置。
81.缓冲区域112与安装区域113的分隔方向是指缓冲区域112与安装区域113 的连线方向，以框主体11为矩形框为例，缓冲区域112与安装区域113的分隔方向即为框主体11的横向y。
82.弹性件具有吸能效果。当挂载梁119受到外部沿挂载梁119指向安装端板 30的挤压力f，缓冲区域112中的弹性件也可以吸收部分挤压力f，如此，挤压力f几乎在通过缓冲区域112的过程中便损失殆尽，因此，可以有效降低电池单元20受挤压而形变的概率。
83.在本技术的一些实施例中，弹性件完全填充缓冲区域112。
84.也就是说，缓冲区域112的各个位置充满了弹性件。
85.在该种设计下，弹性件具有极佳的吸能效果，几乎可以完全吸收来自外部的挤压力f，保证了电池100具有较高的安全性。
86.在本技术的一些实施例中，框体10还包括承载主体13，承载主体13配接于框主体11，并沿框主体11的厚度方向布设于框主体11的一侧，且承载主体 13用于承载电池单元20及固定件12中的至少一者。
87.其中，框主体11沿其厚度方向上间隔设置的两端面还分别设置有开口118，两开口118均与中空区域111连通。承载主体13覆盖其中一开口118。当厚度方向与重力方向重合时，两个开口118也沿重力方向间隔设置，且承载主体13 覆盖于位于电池单元20下方的一开口118。
88.承载主体13主要起支撑作用，其可以仅用于支撑电池单元20，也可以仅用于支撑固定件12，同时，还可以用于同时支撑电池单元20及固定件12。
89.其中，承载主体13可以为板状、片状或者其他形状。承载主体13与电池单元20之间可以通过粘接、螺接或者其他连接方式进行连接。承载主体13与框主体11之间可以采用粘接、焊接、卡接或者其他方式与框主体11进行连接。
90.承载主体13的设置，可以提升电池单元20及固定件12中至少一者安装的可靠性，以防止其支撑的电池单元20和/或固定件12掉落。
91.在本技术的一些实施例中，承载主体13用于同时承载电池单元20及固定件12。
92.也就是说，当框主体11的厚度方向与重力方向重合时，承载主体13位于电池单元20及固定件12的下方，并用于承载电池单元20及固定件12。
93.在该种设计下，电池单元20及固定件12具有较优的安装稳定性。
94.第二方面，本技术还提供了一种用电装置，其包括如上述任意一项实施例所述的电池100，电池100用于为用电装置提供电能。
95.根据本技术的一些实施例，请一并参阅图2至图6，本技术提供了一种电池 100，电池100包括框体10及电池单元20，框体10包括框主体11及固定件12，框主体11内部构造形成有中空区域111，固定件12与框主体11连接，并将中空区域111分隔形成缓冲区域112及安装区域113，电池单元20设于安装区域 113内，并与固定件12连接。框主体11包括沿其纵向x间隔设置的第一横梁 114及第二横梁115，以及沿其横向y间隔设置的第一纵梁116及第二纵梁117，第一横梁114、第一纵梁116、第二横梁115及第二纵梁117依次首尾连接围合形成中空区域111。固定件12沿框主体11的纵向x延伸，并在框主体11的横向y上与第一纵梁116及第二纵梁117均间隔设置，缓冲区域112位于第一纵梁116与固定件12之间，安装区域113位于固定件12与第二纵梁117之间。固定件12与第一纵梁116之间的间距小于固定件12与第二纵梁117之间的间距，且固定件12与第一纵梁116之间的间距为h，h满足条件：10mm≤h≤20mm。本技术提供的电池100，由于其内设置有缓冲区域112，缓冲区域112能够吸能，从而能够降低电池单元20受挤压变形的风险。而h满足条件：10mm≤h≤20mm，则使得缓冲区域112占据中空区域111的容积不至于过大，从而使得安装区域 113具有较大的容积可以放置更多数量的电池单体，以便于提升电池100的能量密度，此外，缓冲区域112的宽度合适，能够可靠地吸收挤压力f，从而能够进一步降低电池单元20受挤压变形的风险。
96.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
97.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。