CN101894932A - 动力电池防爆装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力电池防爆装置，可安装于电池盖板或电池外壳的防爆孔上，其包括：绝缘密封电池盖板或电池外壳的防爆孔的防爆板、通过焊点连接在防爆板上且设有至少一个通气孔的拉力板，以及固定于电池盖板或电池外壳上以压紧防爆板并压制拉力板外缘的防爆罩。本发明动力电池防爆装置中，拉力板焊接固定于防爆板上，二者形成一个整体，整个防爆装置的结构更加稳健。通过拉力板与防爆板的焊点分离动作来撕裂防爆板，可避免防爆板误动作，保证爆破压力的一致性。

Description

动力电池防爆装置

技术领域

本发明涉及一种动力电池，尤其是一种具有良好安全性能的动力电池防爆装置。

背景技术

随着环境问题的日益突出，低碳经济已经成为未来经济发展的主流。混合动力汽车和电动汽车作为新能源汽车的代表，逐渐得到了广大生产厂商和消费者的认可。动力电池作为新能源汽车的主要动力源，已成为电动汽车的关键部件。

动力电池本身的特点和应用场合比较特殊，用户对其容量、倍率、可靠性和安全性等方面的要求十分严格。在出现异常情况时，不正常的电池应该及时停止工作，不能发生爆炸起火，这是对动力电池安全性的基本要求。为此，动力电池上一般安装有防爆装置，在出现异常情况时防爆装置自动工作，从而避免产生安全事故。

现有动力电池通常使用防爆阀、防爆膜或其它防爆结构，例如，如中国实用新型专利CN 200820140350.8和CN 200920131253.7所揭示，防爆膜上放置有针状物，当防爆膜在电池内的气体压力作用下向上凸出时，会碰到针状物而被刺穿，从而实现泄压并获得一定的安全性能。

但是，上述现有动力电池防爆装置至少存在以下缺陷：爆破压力一致性不佳，容易出现泄压滞后，并且生产过程中受外力作用时容易误动作(防爆膜被刺穿)，因此应用受到了限制。此外，上述现有动力电池防爆装置将厚度很小的金属防爆膜焊接或压合在金属盖板上，并置于电池内复杂的电化学环境中，防爆膜容易受到腐蚀而穿孔失效(如果电池盖板与防爆膜的材料不同，则腐蚀问题更加严重)，不能正常工作，甚至带来其他安全隐患，严重影响了动力电池的安全性能。

有鉴于此，确有必要提供一种具有良好安全性能的动力电池防爆装置。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种具有良好安全性能的动力电池防爆装置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种动力电池防爆装置，安装于电池盖板或电池外壳的防爆孔上，其包括：绝缘密封电池盖板或电池外壳的防爆孔的防爆板、通过焊点连接在防爆板上且设有至少一个通气孔的拉力板，以及固定于电池盖板或电池外壳上以压紧防爆板并压制拉力板外缘的防爆罩。

作为本发明动力电池防爆装置的一种改进，所述防爆板通过外绝缘圈与所述防爆罩绝缘隔离，通过内绝缘圈与所述电池盖板或电池外壳绝缘隔离。

作为本发明动力电池防爆装置的一种改进，所述外绝缘圈与防爆板之间设有压板，压板压制所述拉力板的外缘。

作为本发明动力电池防爆装置的一种改进，所述内绝缘圈的上端设有上台阶部，所述防爆板的外缘抵靠在上台阶部的内壁上。

作为本发明动力电池防爆装置的一种改进，所述内绝缘圈的下端设有可托住自防爆板上脱落的拉力板的下台阶部。

作为本发明动力电池防爆装置的一种改进，所述防爆罩为帽形，通过焊接固定于所述电池盖板或电池外壳上，其侧壁上设有至少一个透气孔。

作为本发明动力电池防爆装置的一种改进，所述防爆板由铜、铝、铝合金或不锈钢材料制成，其上表面一侧设有刻痕。

作为本发明动力电池防爆装置的一种改进，所述防爆板的厚度为0.05至0.2毫米。

作为本发明动力电池防爆装置的一种改进，所述拉力板与防爆板通过电阻焊或激光焊焊接连接。

作为本发明动力电池防爆装置的一种改进，所述拉力板设有底部、自底部中央向上延伸的凸台和自底部的周边向上延伸的凸缘，所述至少一个通气孔分布于凸台周围。

相对于现有技术，本发明动力电池防爆装置至少具有以下优点：

首先，本发明采用了厚度较大的防爆板，避免了生产、安装和使用过程中因防爆板穿孔而失去保护功能的缺陷，保证了防爆功能的可靠性。

其次，本发明的防爆板上设有刻痕，可获得较低的爆破压力并控制爆破面积，工艺简单动作可靠。

再次，本发明的拉力板焊接固定于防爆板的中心，二者形成一个整体，整个防爆装置的结构更加稳健。通过拉力板与防爆板之间的焊点分离动作来撕裂防爆板，避免了防爆板误动作，保证了爆破压力的一致性。

最后，本发明设置了内绝缘圈，将防爆板与电池盖板或电池外壳分开，避免防爆板受到电化学腐蚀。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明动力电池防爆装置及其有益技术效果进行详细说明，其中：

图1所示为本发明动力电池防爆装置的立体分解示意图。

图2所示为本发明动力电池防爆装置组装后的剖视示意图。

图3为图1所示动力电池防爆装置中拉力板的立体示意图。

图4为图1所示动力电池防爆装置中防爆板的立体示意图。

图5为图1所示动力电池防爆装置中防爆罩的立体示意图。

具体实施方式

本发明动力电池防爆装置可装设于动力电池的电池盖板10上，也可以装设于动力电池的电池外壳(未图示)上，在本说明书中仅以安装于电池盖板10上的动力电池防爆装置为例进行说明，其中，电池盖板10上设有防爆孔102，防爆孔102的上方设有收容动力电池防爆装置的凹槽104。

请参阅图1至图5所示，本发明动力电池防爆装置包括：绝缘定位于电池盖板10的防爆孔102上的防爆板40、通过焊点309连接在防爆板40下方且设有至少一个通气孔306的拉力板30、置于防爆板40上的压板50，以及固定于电池盖板10上并压紧防爆板40的防爆罩70。其中，防爆板40与防爆罩70通过外绝缘圈60绝缘隔离，通过内绝缘圈20与电池盖板10绝缘隔离。

请参阅图1和图2所示，内绝缘圈20为中央设有通孔(未标注)的环状绝缘体，其形状和尺寸与凹槽104的形状和尺寸相匹配，内径尺寸小于防爆板40的外径尺寸，可稳定地密封收容于凹槽104中。内绝缘圈20是由塑料等绝缘材料制成，可承受较高的温度，且可保证防爆板40和电池盖板10之间的电气绝缘。为了确保良好的密封效果，内绝缘圈20的上表面和下表面上分别设有密封环202和204。

内绝缘圈20的上端设有上台阶部206，下端设有下台阶部208，上台阶部206的尺寸与防爆片40的外径相对应，可防止防爆片40沿着水平方向移动。下台阶部208处对应的凹槽104的直径小于拉力板30的外径，当拉力板30和防爆板40之间的焊点309断开时，下台阶部208可以托住自防爆板40上脱落的拉力板30，防止拉力板30落入电池内。

请参阅图3所示，拉力板30设有平直的圆形底部302、自底部302中央向上延伸的凸台304，以及自底部302的周边向上延伸的凸缘308。围绕拉力板30的凸台304设有多个通气孔306，其可保证电池内的气体能够顺利地作用在防爆板40上。通气孔306不能设置太多，以免影响拉力板30的整体刚度，避免拉力板30受到焊点309的拉力时弯曲变形。在图示实施方式中，拉力板30是由0.50毫米厚的铝板冲压而成。拉力板30的凸台304可通过一个或多个焊点309与防爆板40焊接相连。焊接可以是电阻焊或激光焊，焊接力需要满足能在较低的拉力下失效，保证拉力板30从防爆板40上脱落。

请特别参阅图4所示，防爆板40为薄板，其厚度可以根据需要进行调整，如厚度可以是0.05至0.2毫米。防爆板40可以由铜、铝、铝合金或不锈钢材料制成，在图示实施方式中，防爆板40是由厚度为0.10毫米的铝合金制成。需要说明的是：在图示实施方式中，防爆板40的形状为圆形，但是，根据本发明的其他实施方式，防爆板40也可以是其它形状，如长方形或长圆形等。此时，与防爆板40配合的动力电池防爆装置的其它部件的形状和尺寸只需进行相应的改变即可。

为了达到所需要的爆破压力和爆破面积，防爆板40的上表面一侧设有刻痕402。在图示实施方式中，位于防爆板40中央的刻痕402为呈放射状分布的细长条，位于防爆板40周边的刻痕402则成圆形。但是，根据本发明的其他实施方式，刻痕402也可以设置成其他的形状。装配时，防爆板40贴住内绝缘圈20的上台阶部206的内侧，其外缘超过压板50的内缘。

为了压实防爆板40以保证良好的密封性，防爆板40上设有压板50。压板50为环形垫片，厚度不小于0.30毫米，是由与防爆板40相同的材料制成。压板50的中央设有中心孔502，中心孔502的直径小于拉力板30的外径。当电池内部气体压力增大使得防爆板40向上变形时，压板50可压制拉力板30的外缘，使得连接拉力板30与防爆板40的焊点309断裂。压板50压住防爆板40，并进一步被防爆罩70压紧固定。在图示实施方式中，压板50与防爆片40为分离设置。但是，根据本发明的其他实施方式，压板50也可以预先与防爆板40焊接固定，以增加防爆板40外缘的刚度。

外绝缘圈60是一个由绝缘材料制成的圆环，置于压板50和防爆罩70之间，起到电气绝缘的作用。外绝缘圈60的中央设置有中央孔602

请参阅图5所示，防爆罩70成帽状，其材料与电池盖板10的材料一致，为不锈钢。根据本发明的一个实施方式，防爆罩70由1.00毫米厚的钢板冲压成型，其包括环形基部702、自环形基部702内缘向上倾斜延伸的侧壁704，以及位于侧壁704端部的凸台706。侧壁704上设有若干个透气孔705，透气孔705作为排出压力气体的出口。

请一并参照图1至图5所示，本发明动力电池防爆装置的组装过程如下：首先，将内绝缘圈20放入电池盖板10的防爆孔102上方开设的凹槽104中，内绝缘圈20的外侧壁紧密抵靠在电池盖板10上，以限制内绝缘圈20在凹槽104中产生水平移动；其次，将拉力板30的凸台304通过焊点309焊接连接在防爆板40的下方，并将焊接好的拉力板30和防爆板40置于内绝缘圈20上，防爆板40的外缘抵靠在内绝缘圈20的上台阶部206的内壁上，拉力板30的外缘与内绝缘圈20之间间隔设置；再次，将压板50和防爆罩70依次置于防爆板40上并压紧，压板50和防爆罩70之间通过外绝缘圈60绝缘隔离；最后，通过焊接点80将防爆罩70固定连接在电池盖板10上。

需要说明的是，防爆罩70固定连接在电池盖板10上的方式并不限于焊接，也可以采用其他固定连接方式。但固定连接要保证有足够的强度，使得内绝缘圈20和外绝缘圈60被压实，从而获得足够的气密性。防爆罩70在固定之前需要施加必需的压力，并且安装固定之后仍然能够保留足够的压力。

当动力电池在充电或使用过程中短路以致电池内部温度升高时，膨胀的气体将通过拉力板30上的通气孔306作用在防爆板40上，防爆板40在气体压力作用下向上凸出变形，拉力板30上的焊点309承受的拉力随着气压的增大而增大。因为防爆板40的外缘被压板50压实且拉力板30的外缘被压板50压制，所以当拉力达到设定的极限拉力值时，防爆板40的变形使得防爆板40和拉力板30之间的焊点309被拉断，此时，焊点309留在拉力板30上；如果气体的膨胀压力过大，防爆板40向上朝着压板50的中心孔502和外绝缘圈60的中央孔602变形，当变形到一定程度时会在刻痕402处撕裂，电池内的气体从撕裂的孔隙排出，孔隙沿着刻痕402进一步扩大，排出的气体能够从防爆罩70的透气孔705中排出，以保证电池不发生着火或爆炸。

可以理解的是，拉力板30置于防爆板40靠近电芯一侧，其外缘可被内绝缘圈20伸出的下台阶部208托住，因此即使拉力板30和防爆板40之间的焊点309拉断以后，拉力板30也不会掉落电池内部。

结合上面具体实施方式的描述可以看出，相对于现有技术，本发明动力电池防爆装置具有以下优点：

首先，本发明采用了厚度较大的防爆板40，避免了生产、安装和使用过程中因防爆板40穿孔而失去保护功能的缺陷，保证了防爆功能的可靠性。

其次，本发明的防爆板40上设有刻痕402，可获得较低的爆破压力并控制爆破面积，工艺简单动作可靠。

再次，本发明的拉力板30焊接固定于防爆板40的中心，二者形成一个整体，整个防爆装置的结构更加稳健。通过拉力板30与防爆板40之间的焊点309分离动作来撕裂防爆板40，避免了防爆板40误动作，保证了爆破压力的一致性。

最后，本发明设置了内绝缘圈20，将防爆板40与电池盖板10或电池外壳分开，避免防爆板40受到电化学腐蚀。

根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种动力电池防暴装置，安装于电池盖板或电池外壳的防爆孔上，其特征在于：所述动力电池防爆装置包括绝缘密封电池盖板或电池外壳的防爆孔的防爆板、通过焊点连接在防爆板上且设有至少一个通气孔的拉力板，以及固定于电池盖板或电池外壳上以压紧防爆板并压制拉力板外缘的防爆罩。

2.根据权利要求1所述的动力电池防爆装置，其特征在于：所述防爆板通过外绝缘圈与所述防爆罩绝缘隔离，通过内绝缘圈与所述电池盖板或电池外壳绝缘隔离。

3.根据权利要求2所述的动力电池防爆装置，其特征在于：所述外绝缘圈与防爆板之间设有压板，压板压制所述拉力板外缘。

4.根据权利要求2所述的动力电池防爆装置，其特征在于：所述内绝缘圈的上端设有上台阶部，所述防爆板的外缘抵靠在上台阶部的内壁上。

5.根据权利要求2所述的动力电池防爆装置，其特征在于：所述内绝缘圈的下端设有可托住自防爆板上脱落的拉力板的下台阶部。

6.根据权利要求1所述的动力电池防爆装置，其特征在于：所述防爆罩为帽形，通过焊接固定于所述电池盖板或电池外壳上，其侧壁上设有至少一个透气孔。

7.根据权利要求1所述的动力电池防爆装置，其特征在于：所述防爆板由铜、铝、铝合金或不锈钢材料制成，其上表面一侧设有刻痕。

8.根据权利要求1所述的动力电池防爆装置，其特征在于：所述防爆板的厚度为0.05至0.2毫米。

9.根据权利要求1所述的动力电池防爆装置，其特征在于：所述拉力板与防爆板通过电阻焊或激光焊焊接连接。

10.根据权利要求1所述的动力电池防爆装置，其特征在于：所述拉力板设有底部、自底部中央向上延伸的凸台和自底部的周边向上延伸的凸缘，所述至少一个通气孔分布于凸台周围。

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