CN106340603B - 一种动力电池防爆结构及电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动力电池防爆结构及电动汽车,包括:用于承载动力电池的箱体,箱体设置有第一开口结构;箱盖,通过与第一开口结构相配合盖合于箱体上,箱盖上设置有第二开口结构;以及防爆阀,防爆阀包括:盖式阀体、一端固定于盖式阀体中心的连接部、多个与连接部另一端连接的簧片结构,簧片结构呈预设弧度设置,簧片结构的末端与箱盖的第二开口结构的边缘相抵接。本发明在簧片结构处于初始状态,在簧片结构的弹性力作用下,盖式阀体覆盖第二开口结构紧贴于箱盖上;当箱体内的气体压强超过预设阈值时,簧片结构在气体压强的作用下发生形变,在形变力作用下,盖式阀体脱离箱盖并形成一气体通道,以实现快速泄压的目的,防止电池爆炸。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车电池设计领域,尤其涉及一种动力电池防爆结构及电动汽车。
背景技术
随着电动汽车的迅速发展,作为电动车核心关键部件的电池包,对安全要求越来越高。在极端情况下,电池包内部短路或电芯热失控等现象发生时,电池包内部温度和压力急速上升,此时难以对电池包进行快速排气,进而造成电池包因过度膨胀而发生爆炸。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种动力电池防爆结构及汽车,解决了动力电池因内部温度和压力急速上升而造成的爆炸问题。
依据本发明的一个方面,提供了一种动力电池防爆结构,包括:
用于承载动力电池的箱体,箱体设置有第一开口结构;
箱盖,通过与第一开口结构相配合盖合于箱体上,箱盖上设置有第二开口结构;以及,
防爆阀,防爆阀包括:盖式阀体、一端固定于盖式阀体中心的连接部、与连接部另一端连接的簧片结构,其中,簧片结构呈预设弧度设置,簧片结构的末端与箱盖的第二开口结构的边缘相抵接;
其中,当簧片结构处于初始状态,在簧片结构的弹性力作用下,盖式阀体覆盖第二开口结构紧贴于箱盖上;当箱体内的气体压强超过预设阈值时,簧片结构在气体压强的作用下发生形变,在簧片的形变力作用下,盖式阀体脱离箱盖并形成一气体通道。
本发明实施例的动力电池防爆结构,在簧片结构处于初始状态,在簧片结构的弹性力作用下,盖式阀体覆盖第二开口结构紧贴于箱盖上,这时防爆阀起到密封阀的作用;当箱体内的气体压强超过预设阈值时,簧片结构在气体压强的作用下发生形变,在簧片结构的形变力作用下,盖式阀体脱离箱盖并形成一气体通道,箱体内部的气体可通过该气体通道快速流出,以实现快速泄压的目的,防止电池因气压过大而发生爆炸。
其中,防爆阀还包括一固定簧片结构的固定板,簧片结构均匀分布于固定板的边缘。
其中,簧片结构的预设弧度与盖式阀体的开启压强呈正比。
其中,簧片结构的数目与盖式阀体的开启压强呈正比。
其中,簧片结构的末端设置有与箱盖相平行的弯折部。
其中,连接部为螺栓结构,螺栓结构的一端焊接于盖式阀体上,簧片结构通过螺母固定于螺栓结构的另一端。
其中,箱盖通过螺接方式固定于箱体上。
依据本发明的一个方面,提供了一种电动汽车,包括动力电池以及如上所述的动力电池防爆结构。
本发明实施例的汽车在簧片结构处于初始状态,在簧片结构的弹性力作用下,盖式阀体覆盖第二开口结构紧贴于箱盖上,这时防爆阀起到密封阀的作用;当箱体内的气体压强超过预设阈值时,簧片结构在气体压强的作用下发生形变,在簧片结构的形变力作用下,盖式阀体脱离箱盖并形成一气体通道,箱体内部的气体可通过该气体通道快速流出,以实现快速泄压的目的,防止电池因气压过大而发生爆炸。
本发明的实施例的有益效果是:该动力汽车防爆结构和汽车,在簧片结构处于初始状态,在簧片结构的弹性力作用下,盖式阀体覆盖第二开口结构紧贴于箱盖上,这时防爆阀起到密封阀的作用;当箱体内的气体压强超过预设阈值时,簧片结构在气体压强的作用下发生弹性变形,在簧片的形变力作用下,盖式阀体脱离箱盖并形成一气体通道,箱体内部的气体可通过该气体通道快速流出,以实现快速泄压的目的,防止电池因气压过大而发生爆炸。
附图说明
图1表示本发明的动力汽车防爆结构的第一结构示意图;
图2表示本发明的动力汽车防爆结构的第二结构示意图;
图3表示本发明的动力汽车防爆结构的第三结构示意图;
图4表示本发明的动力汽车防爆结构不同状态的结构示意图。
其中图中:1、箱盖,2、防爆阀;
11、第二开口结构;
21、盖式阀体,22、连接部,23、簧片结构。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明的实施例提供了以中国动力电池防爆结构及电动汽车,以解决因电池内部温度和压力急速上升而造成爆炸的问题。
如图1至图3所示,本发明的实施例提供了一种动力电池防爆结构,具体包括:箱体、箱盖1和防爆阀2。其中,箱体用于承载动力电池,即动力电池装配至箱体内。进一步地,箱体设置有第一开口结构,将动力电池放置于箱体内时需保证动力电池的排气孔朝向该第一开口结构设置。箱盖1通过与第一开口结构的配合盖合于箱体上,即箱盖1将第一开口结构覆盖,实现箱体的密封。进一步地,箱盖1上设置有第二开口结构11,该第二开口结构11设置于箱盖1的中部。
具体地,防爆阀2包括:盖式阀体21、一端固定于盖式阀体21上的连接部22以及与连接部22另一端连接的簧片结构23。其中,盖式阀体21盖合于箱盖1的外部,连接部22垂直于盖式阀体21连接并沿箱盖1朝向箱体内部的方向延伸。盖式阀体21为挡板结构,其形状尺寸与第二开口结构11相匹配,优选地,盖式阀体21的尺寸与第二开口结构11的尺寸相等,即盖式阀体21刚好不能从第二开口结构11穿过。连接部22的一端固定于盖式阀体21上,为了保证受力均匀可将连接部22固定于盖式阀体21的中心位置处。进一步地,多个簧片结构23的一端与连接部22相对于盖式阀体21的一端连接,簧片结构23的末端(另一端)与箱盖1的第二开口结构11的边缘相抵接,即通过连接部22将盖式阀体21和簧片结构23分别在第二开口结构11的两侧拉紧,使得盖式阀体21紧紧盖合于箱盖1的一侧(外表面),同时使得簧片结构23紧紧抵接在箱盖1的另一侧(内表面)。
如图4所示,当动力电池正常工作时,箱体内的气体压强不高,箱盖1内外的气压差很低,这时当簧片结构23处于初始状态(簧片结构23与连接部22的连接处位于A位置)时,这时簧片结构23处于轴向压缩状态,在簧片结构23的弹性力作用下,盖式阀体21覆盖在第二开口结构11上,并紧贴于箱盖1的外表面,这时防爆阀2的作用为密封阀,这里所说的轴向指的是连接部22的延伸方向。但在极端情况下,如动力电池内部短路或电芯热失控等现象发生时,动力电池因内部温度和压力急速上升,导致箱体内部气体压强变大,动力电池有可能发生爆炸,当箱体内的气体压强超过预设阈值时,即箱盖1内外的气压差较高,簧片结构23在箱内气体压强的作用下发生形变(簧片结构23与连接部22的连接处由A位置向B位置和C位置发生移动),从而通过连接部22带动盖式阀体21脱离箱盖1并形成一气体通道,箱体内的气体可通过该气体通道向外流出,以实现快速泄压的目的,防止电池因气压过大而发生爆炸。
具体地,当箱体内部气体压强大于箱体外部气体压强时,防爆阀2具有不同状态,当箱体内部的气压增大至第一阈值(如15KPa)时,簧片结构23由初始位置A向远离电池的方向移动,盖式阀体21在簧片结构23的形变力作用下开始脱离箱盖1,随着箱体内部的气压增大,盖式阀体21与箱盖脱离形成的气体通道的开口面积增大,当箱体内部的气压增大至第二阈值(如25KPa)时,簧片结构23达到一临界位置B,当箱体内部的气压仍在持续增大时,即大于25KPa时,簧片结构23发生瞬间反转到达防爆位置C,这时盖式阀体21与箱盖脱离形成的气体通道最大,可使箱体内的气体快速通过该气体通过流出,实现快速泄压的作用,防止电池爆炸。其中,值得指出的是,簧片结构23由A位置移动至B位置的过程中,防爆阀2充当透气阀的作用,当箱体内气压降低后,在簧片结构23的恢复力作用下,可由B位置恢复至A位置,达到反复开启的效果,提高防爆阀2的利用率。当簧片结构23由B位置瞬间到达C位置的过程中,防爆阀2的通气面积最大能起到防爆作用,但箱内气压降低后不能够从C位置恢复至A位置。
本发明实施例的动力电池防爆结构在簧片结构23处于初始状态,在簧片结构23的弹性力作用下,盖式阀体21覆盖第二开口结构11紧贴于箱盖1上,这时防爆阀2起到密封阀的作用;当箱体内的气体压强超过预设阈值时,簧片结构23在气体压强的作用下发生形变,在簧片结构23的形变力作用下,盖式阀体21脱离箱盖1并形成一气体通道,箱体内部的气体可通过该气体通道快速流出,降低箱内气压,以实现快速泄压的目的,防止电池因气压过大而发生爆炸。
其中,如图1至图3所示,防爆阀2还包括一固定簧片结构23的固定板,多个簧片结构23均匀分布于该固定板的边缘,进一步地,固定板与簧片结构23可采用一体成型结构来增强其强度以及保证其在箱体内气体压强变化时受力均匀,即簧片结构23由固定板边缘延伸而成。当然固定板与簧片结构23还可通过焊接、螺接等方式进行连接。
进一步地,簧片结构23的弧度不同所能承受的压强不同,一般地簧片结构23的预设弧度与盖式阀体21的开启压强呈正比,即簧片结构23的预设弧度可根据盖式阀体21脱离箱盖1时所承受的压强进行设定。
簧片结构23的数目不同其整体所能承受的压强亦不同,一般地,簧片结构23的数目与盖式阀体21的开启压强呈正比,即簧片结构23数目可根据盖式阀体21脱离箱盖1时所承受的压强进行设定。优选地,簧片结构23可设置为三个,分别均匀分布于固定板的边缘,相邻簧片结构23之间的角度为120度。
进一步地,如图1至图4所示,簧片结构23的末端设置有与箱盖1相平行的弯折部,这样可增大簧片结构23末端与箱盖1的接触面积,使得在簧片结构23发生形变的过程中始终与箱盖1接触。
进一步地,该动力电池防爆结构还包括设置于第二开口结构11与盖式阀体21之间的密封圈,在箱体内外气压均衡时,盖式阀体21与箱体相互作用,压紧设置在第二开口结构11边缘的密封圈,满足动力电池箱体的密封要求。
进一步地,如图1至3所示,连接部22为螺栓结构,即连接部22为外表面设置有螺纹的杆体结构,其中,螺栓结构的一端焊接于盖式阀体21上,实现连接部22与盖式阀体21之间的连接。簧片结构23通过螺母固定于螺栓结构的另一端,即通过螺母固定于螺栓结构的方式将簧片结构23固定于连接部22上,以便于安装。优选地,还可增设一防松螺母,进一步加强簧片结构23与连接部22之间的连接可靠性。
由于防爆阀2达到极限状态后(图4中所示的C位置)不可逆转的恢复至初始状态(图4中所示的A位置),为了便于箱盖1的拆卸、更换和安装,可通过螺接方式将箱盖1固定于箱体上。
综上,本发明实施例的动力电池防爆结构,在簧片结构处于初始状态,在簧片结构的弹性力作用下,盖式阀体覆盖第二开口结构紧贴于箱盖上,这时防爆阀起到密封阀的作用;当箱体内的气体压强超过预设阈值时,簧片结构在气体压强的作用下发生形变,在簧片结构的形变力作用下,盖式阀体脱离箱盖并形成一气体通道,箱体内部的气体可通过该气体通道快速流出,以实现快速泄压的目的,防止电池因气压过大而发生爆炸。
依据本发明实施例的再一个方面,还提供了一种汽车,包括如上所述的动力电池防爆结构,上述动力电池防爆结构实施例所能实现的方式均适用于该汽车的实施例中,并能达到相同的技术效果,在簧片结构处于初始状态,在簧片结构的弹性力作用下,盖式阀体覆盖第二开口结构紧贴于箱盖上,这时防爆阀起到密封阀的作用;当箱体内的气体压强超过预设阈值时,簧片结构在气体压强的作用下发生形变,在簧片结构的形变力作用下,盖式阀体脱离箱盖并形成一气体通道,箱体内部的气体可通过该气体通道快速流出,以实现快速泄压的目的,防止电池因气压过大而发生爆炸。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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,仅是为了便于描述本发明和简化描述,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发明的限制。
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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“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。
在本发明中,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,也可以是电连接或可以互相通讯;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。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发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以上所述的是本发明的优选实施方式,应当指出对于本技术领域的普通人员来说,在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种动力电池防爆结构,包括:用于承载动力电池的箱体,所述箱体设置有第一开口结构;箱盖,通过与所述第一开口结构相配合盖合于所述箱体上,其特征在于,所述箱盖上设置有第二开口结构;所述动力电池防爆结构还包括:
防爆阀,所述防爆阀包括:盖式阀体、一端固定于所述盖式阀体中心的连接部、与所述连接部另一端连接的簧片结构,其中,所述簧片结构呈预设弧度设置,所述簧片结构的末端与所述箱盖的第二开口结构的边缘相抵接;
其中,当所述簧片结构处于初始状态,在所述簧片结构的弹性力作用下,所述盖式阀体覆盖所述第二开口结构紧贴于所述箱盖上;当所述箱体内的气体压强超过预设阈值时,所述簧片结构在气体压强的作用下发生形变,在所述簧片的形变力作用下,所述盖式阀体脱离所述箱盖并形成一气体通道。
2.根据权利要求1所述的动力电池防爆结构,其特征在于,所述防爆阀还包括一固定簧片结构的固定板,所述簧片结构均匀分布于所述固定板的边缘。
3.根据权利要求1所述的动力电池防爆结构,其特征在于,所述簧片结构的预设弧度与所述盖式阀体的开启压强呈正比。
4.根据权利要求1所述的动力电池防爆结构,其特征在于,所述簧片结构的数目与所述盖式阀体的开启压强呈正比。
5.根据权利要求1所述的动力电池防爆结构,其特征在于,所述簧片结构的末端设置有与所述箱盖相平行的弯折部。
6.根据权利要求1所述的动力电池防爆结构,其特征在于,所述连接部为螺栓结构,所述螺栓结构的一端焊接于所述盖式阀体上,所述簧片结构通过螺母固定于螺栓结构的另一端。
7.根据权利要求1所述的动力电池防爆结构,其特征在于,所述箱盖通过螺接方式固定于所述箱体上。
8.一种电动汽车,包括动力电池,其特征在于,所述电动汽车还包括如权利要求1~7任一项所述的动力电池防爆结构。
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2016
- 2016-11-29 CN CN201611072905.5A patent/CN106340603B/zh active Active
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