本实用新型涉及动力电池领域，具体而言，涉及一种电芯结构和电动车辆。
背景技术：
对于现有的二次电池的电芯结构来说，其存在裸电芯装配入壳困难、两端空间浪费严重及焊接良品率低等问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种电芯结构和电动车辆，其能够降低装配制造难度、提升内部空间利用率。
本实用新型的实施例是这样实现的：
第一方面，本实用新型实施例提供一种电芯结构，包括裸电芯、电芯绝缘片、电芯垫片、极柱、防爆阀、顶盖结构和壳体，所述壳体和所述顶盖结构均为不锈钢材料，所述壳体包括一体设置的底壳和两个侧壳，所述两个侧壳间隔设置于所述底壳的相对两侧，且所述底壳与两个所述侧壳围成安装腔室，所述裸电芯外侧设置有电芯绝缘片，所述裸电芯和所述电芯绝缘片均安装于所述安装腔室内，所述电芯垫片垫设于所述裸电芯和所述底壳之间，所述顶盖结构与所述底壳和两个所述侧壳连接，并密封所述安装腔室，所述极柱设置于所述顶盖结构上，并与所述裸电芯电连接，所述防爆阀设置于所述顶盖结构上。
在可选的实施方式中，所述侧壳具有相对的第一端部和第二端部，所述第一端部设置于所述底壳，所述第二端部与所述顶盖结构焊接。
在可选的实施方式中，所述第二端部设置有翻边部，所述顶盖结构的外表面边缘上设置有第一焊接口，所述翻边部容置于所述第一焊接口内，并与所述顶盖结构焊接。
在可选的实施方式中，所述翻边部的端面与所述第一焊接口的侧壁形成激光焊缝，所述激光焊缝用于焊接所述翻边部和所述顶盖结构。
在可选的实施方式中，所述顶盖结构的内表面边缘上设置有第二焊接口，所述第二端部伸入所述第二焊接口，并与所述顶盖结构焊接。
在可选的实施方式中，所述第二焊接口具有相互连接的第一止挡面和第二止挡面，所述第一止挡面和所述第二止挡面成夹角，所述第一止挡面与所述第二端部形成用于焊接的激光焊缝，所述第二止挡面用于与所述侧壳的内壁止挡限位。
在可选的实施方式中，所述第二端部设置有定位凸出部，所述裸电芯和所述电芯绝缘片位于所述定位凸出部的下方或与所述定位凸出部平齐，所述顶盖结构与所述定位凸出部焊接。
在可选的实施方式中，所述定位凸出部包括依次连接的第一弯折部、第二弯折部、第三弯折部和第四弯折部，其中，所述第一弯折部相对所述侧壳朝第一方向弯折，所述第二弯折部相对所述一弯折部朝与所述第一方向相反的第二方向弯折，所述第三弯折部相对所述第二弯折部朝所述第二方向弯折，所述第四弯折部相对所述第三弯折部朝所述第一方向弯折，所述第三弯折部和所述第四弯折部形成与所述顶盖结构焊接的焊接口。
在可选的实施方式中，所述顶盖结构包括顶盖盖体和设置于所述顶盖盖体两端的两个侧盖盖体，所述顶盖盖体和所述侧盖盖体与所述底壳和所述侧壳对应连接，所述顶盖盖体上设置有注液孔，所述侧盖盖体上设置所述极柱和所述防爆阀，且所述极柱位于所述防爆阀的下方。
第二方面，本实用新型实施例提供一种电动车辆，包括如前述实施方式中任一项所述的电芯结构。
本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型实施例提供的电芯结构和电动车辆：该电芯结构包括裸电芯、电芯绝缘片、极柱、防爆阀、顶盖结构和壳体，壳体的底壳和两个侧壳围成安装腔室，底壳和两个侧壳一体设置，可以使壳体的一体性更高。壳体和顶盖结构均为不锈钢材料，相对于铝合金材料，不锈钢材料的成本更低，从而有利于降低机械件成本；不锈钢材料的强度更高，可以减弱壁厚而不降低结构强度；同时，壁厚减薄后能提供更多的内部空间容纳裸电芯，达到增加电芯容量的目的；壁厚减薄还可以降低机械件的重量占比，提升电芯的能量密度；不锈钢材料的激光焊接性能优于铝合金材料、不锈钢材料的冲压性能优于铝合金材料，从而有利于降低制造成本。本实用新型实施例可以应用于长薄类电芯的生产制造，并且能够提升焊接优率、降低装配制造难度、降低机械零部件重量占比、提升内部空间利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型实施例提供的电芯结构的爆炸结构示意图；
图2为图1中壳体的结构示意图；
图3为图1中顶盖结构的结构示意图；
图4为图2中的壳体在另一视角下的结构示意图；
图5为图4中的a处附近的放大结构示意图；
图6为本实用新型实施例提供的翻边部与顶盖结构的连接结构示意图；
图7为本实用新型实施例提供的第二端部与第二焊接口的连接结构示意图；
图8为本实用新型实施例提供的定位凸出部的结构示意图；
图9为图8中的定位凸出部与顶盖结构的连接结构示意图。
图标：100-电芯结构；110-裸电芯；120-电芯绝缘片；130-电芯垫片；140-极柱；150-防爆阀；160-顶盖结构；161-顶盖盖体；162-侧盖盖体；163-第一焊接口；164-第二焊接口；1641-第一止挡面；1642-第二止挡面；170-壳体；171-底壳；172-侧壳；173-第一端部；174-第二端部；1741-翻边部；1742-定位凸出部；1743-第一弯折部；1744-第二弯折部；1745-第三弯折部；1746-第四弯折部；176-定位凸包；180-密封件；190-激光焊缝。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
请参阅图1和图2，本实用新型实施例提供一种电芯结构100。该电芯结构100可以应用于动力电池，并作为动力电池的一部分应用在电动车辆上。该电动车辆可以为新能源汽车、工程或工业设备等，比如agv等。本实用新型实施例提供的电芯结构100能够提升焊接优率、降低装配制造难度、降低机械零部件重量占比、提升内部空间利用率。
在本实用新型实施例中，该电芯结构100包括裸电芯110、电芯绝缘片120、电芯垫片130、极柱140、防爆阀150、顶盖结构160和壳体170，壳体170和顶盖结构160均为不锈钢材料，壳体170包括一体设置的底壳171和两个侧壳172，两个侧壳172间隔设置于底壳171的相对两侧，且底壳171与两个侧壳172围成安装腔室，裸电芯110外侧设置有电芯绝缘片120，裸电芯110和电芯绝缘片120均安装于安装腔室内，电芯垫片130垫设于裸电芯110和底壳171之间，顶盖结构160与底壳171和两个侧壳172连接，并密封安装腔室，极柱140设置于顶盖结构160上，并与裸电芯110电连接，防爆阀150设置于顶盖结构160上。
需要说明的是，在顶盖结构160上可以设置注液孔；可选地，该注液孔位于顶部，并通过密封钉等密封件180对该注液孔实现密封。防爆阀150、极柱140等结构设置在顶盖结构160上；相应地，可以在顶盖结构160上开设装配防爆阀150、极柱140等结构的开口，比如，在顶盖结构160上设置供极柱140装配的开口，使极柱140与裸电芯110电连接，从而使得裸电芯110的正负电极引出至壳体170外。当然，极柱140分为正负两个连接柱，这两个连接柱分别与裸电芯110的正负极电连接，用于将裸电芯110的正负极引出。两个连接柱可以位于电芯结构100的同一侧边或者不同侧边，比如，两个连接柱位于电芯结构100相对的两个侧边上，并且位置大致相对。
此外，顶盖结构160与壳体170之间的连接方式可以为焊接，包括但不限于：激光焊接、电磁焊接和电阻焊接。
可选地，在本实用新型实施例中，该极柱140位于防爆阀150的下方；当然，并不仅限于此，在本实用新型的其他实施例中，极柱140也可以位于防爆阀150的上方，或者极柱140与防爆阀150位于电芯结构100的不同侧边。
需要指出的是，本实用新型实施例对于防爆阀150、极柱140等结构在顶盖结构160上的位置不做具体限定，对于防爆阀150和极柱140的具体结构形式也不做具体限定。
在本实用新型实施例中，该壳体170的底壳171和两个侧壳172围成的形状大体为u形。壳体170和两个底壳171的形状大体为长方形，即该电芯结构100的大体形状为长方形。安装腔室在壳体170的三边均具有与该安装腔室连通的开口，在第四边，即底壳171一边，安装腔室由底壳171实现封闭。裸电芯110、电芯绝缘板等结构可以通过开口的三边装配至安装腔室内。
请参阅图3，在可选的实施方式中，该顶盖结构160可以包括顶盖盖体161和设置于顶盖盖体161两端的两个侧盖盖体162，顶盖盖体161和侧盖盖体162与底壳171和侧壳172对应连接，顶盖盖体161上设置有注液孔，侧盖盖体162上设置极柱140和防爆阀150，且极柱140位于防爆阀150的下方。也就是说，该顶盖结构160的形状大体与壳体170所围成的形状匹配，从而将安装腔室密封。
可选地，在本实用新型实施例中，上述两个侧壳172的形状和尺寸基本完全一致，从而简化制造工艺、降低制造难度。
可选地，该壳体170可以利用一体成型工艺进行制造，比如，折弯工艺、或者冲压和折弯成型工艺等。
可选地，壳体170的材料可以为不锈钢材料；顶盖结构160的材料也可以为不锈钢材料。
需要指出的是，相对于铝合金材料，不锈钢材料的成本更低，从而有利于降低机械件成本；不锈钢材料的强度更高，可以减弱壁厚而不降低结构强度；同时，壁厚减薄后能提供更多的内部空间容纳裸电芯110，达到增加电芯容量的目的；壁厚减薄还可以降低机械件的重量占比，提升电芯的能量密度；不锈钢材料的激光焊接性能优于铝合金材料、不锈钢材料的冲压性能优于铝合金材料，从而有利于降低制造成本。本实用新型实施例可以应用于长薄类电芯的生产制造，并且能够提升焊接优率、降低装配制造难度、降低机械零部件重量占比、提升内部空间利用率。
请参阅图4，在可选的实施方式中，上述的侧壳172具有相对的第一端部173和第二端部174，第一端部173设置于底壳171，第二端部174与顶盖结构160焊接。可选地，第一端部173与底壳171一体成型，比如，通过折弯、冲压等工艺制造出壳体170的底壳171和侧壳172。
请参阅图5和图6，在可选的实施方式中，该第二端部174设置有翻边部1741，顶盖结构160的外表面边缘上设置有第一焊接口163，翻边部1741容置于第一焊接口163内，并与顶盖结构160焊接。通过在第二端部174设置翻边部1741，可以在装配焊接时更便捷地将翻边部1741与第一焊接口163配合，从而便于焊接。
可选地，翻边部1741的端面与第一焊接口163的侧壁形成激光焊缝190，激光焊缝190用于焊接翻边部1741和顶盖结构160。在焊接时，通过该激光焊缝190实现翻边部1741和顶盖结构160的焊接。
请参阅图7，在可选的实施方式中，上述的顶盖结构160的内表面边缘上设置有第二焊接口164，第二端部174伸入第二焊接口164，并与顶盖结构160焊接。
可选地，该第二焊接口164具有相互连接的第一止挡面1641和第二止挡面1642，第一止挡面1641和第二止挡面1642成夹角，第一止挡面1641与第二端部174形成用于焊接的激光焊缝190，第二止挡面1642用于与侧壳172的内壁止挡限位。
通过第一止挡面1641和第二止挡面1642可以实现顶盖结构160与第二端部174的快速定位，从而提升焊接效率。
请参阅图8和图9，在可选的实施方式中，上述的第二端部174设置有定位凸出部1742，裸电芯110和电芯绝缘片120位于定位凸出部1742的下方或与定位凸出部1742平齐，顶盖结构160与定位凸出部1742焊接。
进一步地，该定位凸出部1742包括依次连接的第一弯折部1743、第二弯折部1744、第三弯折部1745和第四弯折部1746，其中，第一弯折部1743相对侧壳172朝第一方向弯折，第二弯折部1744相对一弯折部朝与第一方向相反的第二方向弯折，第三弯折部1745相对第二弯折部1744朝第二方向弯折，第四弯折部1746相对第三弯折部1745朝第一方向弯折，第三弯折部1745和第四弯折部1746形成与顶盖结构160焊接的焊接口。
该定位凸出部1742通过折弯工艺形成第一弯折部1743、第二弯折部1744、第三弯折部1745和第四弯折部1746，可以便于与顶盖结构160的装配，提升两者的定位效率，从而使装配更加高效。
应当理解的是，如图所示，三种方案均能够便于壳体170与顶盖结构160的焊接。
此外，在侧壳172上还可以设置定位凸包176，该定位凸包176靠近侧壳172的边缘，用于装配时定位。
本实用新型实施例提供一种包括如前述实施方式中任一项的电芯结构100的电动车辆，该电动汽车的动力电池可以采用上述的电芯结构100。
请结合参阅图1至图6，本实用新型实施例提供的电芯结构100和电动车辆：该电芯结构100包括裸电芯110、电芯绝缘片120、极柱140、防爆阀150、顶盖结构160和壳体170，壳体170的底壳171和两个侧壳172围成安装腔室，底壳171和两个侧壳172一体设置，可以使壳体170的一体性更高。壳体170和顶盖结构160均为不锈钢材料，相对于铝合金材料，不锈钢材料的成本更低，从而有利于降低机械件成本；不锈钢材料的强度更高，可以减弱壁厚而不降低结构强度；同时，壁厚减薄后能提供更多的内部空间容纳裸电芯110，达到增加电芯容量的目的；壁厚减薄还可以降低机械件的重量占比，提升电芯的能量密度；不锈钢材料的激光焊接性能优于铝合金材料、不锈钢材料的冲压性能优于铝合金材料，从而有利于降低制造成本。本实用新型实施例可以应用于长薄类电芯的生产制造，并且能够提升焊接优率、降低装配制造难度、降低机械零部件重量占比、提升内部空间利用率。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种电芯结构，其特征在于，包括裸电芯(110)、电芯绝缘片(120)、电芯垫片(130)、极柱(140)、防爆阀(150)、顶盖结构(160)和壳体(170)，所述壳体(170)和所述顶盖结构(160)均为不锈钢材料，所述壳体(170)包括一体设置的底壳(171)和两个侧壳(172)，所述两个侧壳(172)间隔设置于所述底壳(171)的相对两侧，且所述底壳(171)与两个所述侧壳(172)围成安装腔室，所述裸电芯(110)外侧设置有电芯绝缘片(120)，所述裸电芯(110)和所述电芯绝缘片(120)均安装于所述安装腔室内，所述电芯垫片(130)垫设于所述裸电芯(110)和所述底壳(171)之间，所述顶盖结构(160)与所述底壳(171)和两个所述侧壳(172)连接，并密封所述安装腔室，所述极柱(140)设置于所述顶盖结构(160)上，并与所述裸电芯(110)电连接，所述防爆阀(150)设置于所述顶盖结构(160)上。
2.根据权利要求1所述的电芯结构，其特征在于，所述侧壳(172)具有相对的第一端部(173)和第二端部(174)，所述第一端部(173)设置于所述底壳(171)，所述第二端部(174)与所述顶盖结构(160)焊接。
3.根据权利要求2所述的电芯结构，其特征在于，所述第二端部(174)设置有翻边部(1741)，所述顶盖结构(160)的外表面边缘上设置有第一焊接口(163)，所述翻边部(1741)容置于所述第一焊接口(163)内，并与所述顶盖结构(160)焊接。
4.根据权利要求3所述的电芯结构，其特征在于，所述翻边部(1741)的端面与所述第一焊接口(163)的侧壁形成激光焊缝(190)，所述激光焊缝(190)用于焊接所述翻边部(1741)和所述顶盖结构(160)。
5.根据权利要求2所述的电芯结构，其特征在于，所述顶盖结构(160)的内表面边缘上设置有第二焊接口(164)，所述第二端部(174)伸入所述第二焊接口(164)，并与所述顶盖结构(160)焊接。
6.根据权利要求5所述的电芯结构，其特征在于，所述第二焊接口(164)具有相互连接的第一止挡面(1641)和第二止挡面(1642)，所述第一止挡面(1641)和所述第二止挡面(1642)成夹角，所述第一止挡面(1641)与所述第二端部(174)形成用于焊接的激光焊缝(190)，所述第二止挡面(1642)用于与所述侧壳(172)的内壁止挡限位。
7.根据权利要求2所述的电芯结构，其特征在于，所述第二端部(174)设置有定位凸出部(1742)，所述裸电芯(110)和所述电芯绝缘片(120)位于所述定位凸出部(1742)的下方或与所述定位凸出部(1742)平齐，所述顶盖结构(160)与所述定位凸出部(1742)焊接。
8.根据权利要求7所述的电芯结构，其特征在于，所述定位凸出部(1742)包括依次连接的第一弯折部(1743)、第二弯折部(1744)、第三弯折部(1745)和第四弯折部(1746)，其中，所述第一弯折部(1743)相对所述侧壳(172)朝第一方向弯折，所述第二弯折部(1744)相对所述一弯折部朝与所述第一方向相反的第二方向弯折，所述第三弯折部(1745)相对所述第二弯折部(1744)朝所述第二方向弯折，所述第四弯折部(1746)相对所述第三弯折部(1745)朝所述第一方向弯折，所述第三弯折部(1745)和所述第四弯折部(1746)形成与所述顶盖结构(160)焊接的焊接口。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的电芯结构，其特征在于，所述顶盖结构(160)包括顶盖盖体(161)和设置于所述顶盖盖体(161)两端的两个侧盖盖体(162)，所述顶盖盖体(161)和所述侧盖盖体(162)与所述底壳(171)和所述侧壳(172)对应连接，所述顶盖盖体(161)上设置有注液孔，所述侧盖盖体(162)上设置所述极柱(140)和所述防爆阀(150)，且所述极柱(140)位于所述防爆阀(150)的下方。
10.一种电动车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的电芯结构(100)。
技术总结