CN111637259A - 一种防爆阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防爆阀，所述防爆阀设于电池箱体上，所述防爆阀包括阀体、活动设置于该阀体上的释压机构、及在正常状态下与所述释压机构接触的检测开关，当所述电池箱体内部压力值大于设定防爆压力值时，所述释压机构与所述检测开关分离，所述检测开关输出信号并传送至控制系统进行预警。本发明通过在阀体内内置检测开关，通过释压机构与检测开关配合，从而实现预警目的，轻松满足各类新能源汽车安全标准。

Description

一种防爆阀

技术领域

本发明涉及新能源安全技术领域，特别涉及一种用于新能源电动汽车上的防爆阀。

背景技术

在近几年汽车电动化的趋势下，我国电动车体量迅速增长，但也伴随着一些电动汽车起火、爆炸事故问题，电动汽车的安全问题也越来越被重视，逐渐成为消费者关注的焦点，也是新能源汽车产业能否持续健康发展的根本。在《电动汽车用动力蓄电池安全要求》标准中明确提到：“当电池发生热失控后，电池系统在五分钟内不起火、不爆炸，以确保乘客拥有充足的逃离时间”；国家强制标准《电动汽车安全要求》中主要规定了电动汽车的电气安全和功能安全要求，增加了电池系统热事件报警信号要求，能够第一时间给驾乘人员安全提醒，此举再次提升整个电动车行业的准入门槛，在电动车行业中急需符合标准要求的防爆、预警方案。

现有技术中的顶针刺破型塑料防爆阀较难实现低压防爆的目的，且此种防爆阀没有预警功能。为了满足上述安全要求，技术人员一般选用防爆阀进行防爆，尽可能延迟电池系统起火、爆炸时间，同时选用压力传感器或者温度传感器检测电池包等密封厢体的容器内压力或温度并进行预警。但是，压力传感器在低压范围内监测控制精度较差；温度计或传感器检测结果较滞后，一般检测到温度超标报警时往往已经起火难以控制，并且加装传感器成本也较高。

发明内容

本发明针对现有技术当中防爆阀无预警功能、仅安装现有的防爆阀无法满足《电动汽车安全要求》国家标准中强制要求的电池系统热事件报警信号要求的问题，提供一种用于新能源电动汽车上的防爆阀。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：

一种防爆阀，所述防爆阀设于电池箱体上，所述防爆阀包括阀体、活动设置于该阀体上的释压机构、及在正常状态下与所述释压机构接触的检测开关，当所述电池箱体内部压力值大于设定防爆压力值时，所述释压机构与所述检测开关分离，所述检测开关输出信号并传送至控制系统进行预警。

作为优选，所述阀体上表面设置有释压腔，所述释压腔中部纵向贯穿所述阀体设置有第一中心孔，所述释压腔底面围绕所述第一中心孔纵向贯穿所述阀体设置有呈梅花型排布的排气孔，所述阀体下表面环绕所述第一中心孔设置有安装槽，所述安装槽中固定有保护罩，所述释压机构从上往下活动设置于所述释压腔、保护罩中，所述释压机构在正常状态下将密封所述排气孔，所述检测开关设于所述保护罩中。

作为优选，所述释压腔上表面环绕所述排气孔的上开口设置有第一密封槽，所述第一密封槽中设置有第一密封圈，所述释压机构在正常状态下紧压于所述第一密封圈上端，所述阀体下表面环绕所述排气孔的下开口设置有第二密封槽，所述第二密封槽中设置有第二密封圈，所述第二密封圈的内沿、外沿上按间隔距离凸起形成有凸块。

作为优选，所述释压机构包括自上往下依次设置的防水透气膜、阀芯、及连接轴，所述防水透气膜通过膜片固定环压于所述阀芯上，所述连接轴设于所述阀芯上、且与该阀芯连通，所述阀芯、连接轴设置于所述阀体上，所述连接轴底部与所述检测开关接触，当所述电池箱体内外存在压差，气体能透过所述防水透气膜进行透气。

作为优选，所述阀芯上表面设置有容纳槽，所述阀芯上表面按间隔距离环绕所述容纳槽设置有开放槽，所述容纳槽底面纵向贯穿设置有第二中心孔，所述连接轴上端贯穿设置有连通孔，所述连通孔底部侧壁上贯穿设置有透气孔，所述透气孔、连通孔、第二中心孔连通，所述防水透气膜位于所述容纳槽中，所述防水透气膜上方设置有覆盖该防水透气膜的上铁片，所述上铁片对应所述开放槽设置有与所述容纳槽连通的U型槽。

作为优选，所述阀芯下表面朝下设置有连接柱，所述第二中心孔贯穿所述连接柱，所述连接轴上端与所述连接柱螺纹连接，所述连接轴外周沿套设有弹簧、且通过所述弹簧与所述阀体连接以使阀芯密封于所述阀体上。

作为优选，所述连接轴底部朝外凸出设置有阶梯块，所述弹簧下端位于所述阶梯块上，所述连接轴下表面开设有容纳所述检测开关的阶梯槽。

作为优选，所述容纳槽底面设置有用于放置防水透气膜的凹槽，所述第二中心孔位于该凹槽中部。

作为优选，所述保护罩底端螺纹连接有固定板，所述检测开关固定于所述固定板上，所述检测开关的输出端通过电线与所述控制系统电线连接。

作为优选，所述阀体上按间隔距离设置有螺纹孔或通孔或螺纹柱以用于与所述电池箱体连接。

区别于现有技术，本发明的有益效果为：

1、本发明通过在阀体内内置检测开关，通过释压机构与检测开关配合，当电池箱体的压力大于设定防爆压力点，释压机构向上打开，从而使释压机构底部与检测机关分离，然后控制系统接收到不同于正常闭合状态下收到的信号时进行报警，从而实现预警目的，轻松满足各类新能源汽车安全标准；

2、检测开关设置于防爆阀结构内，一旦出现异常情况阀芯打开，连接轴便与检测开关立即分离，预警信号能及时输出，有效解决压力传感器不灵敏、及温度传感器预警滞后的问题；

3、本发明通过设置有防水透气膜，集防爆、透气、热失控预警多功能为一体，且本发明产品结构紧凑，体积小，不需要同时安装防爆阀以及额外的传感器，在电池箱体内占用空间少，容易安装；

4、本发明还设置有保护罩，检测开关设置于保护罩里边，可有效保护检测开关，防止高温高压气体破坏检测开关，同时保护罩还可以保护弹簧，防止热失控起火时产生的胶状、粉状等固定物粘连、堆积在弹簧上，从而影响到阀芯动作；

5、本产品结构简单，加工、组装方便，在防爆阀中增加检测开关从而增添预警功能，产品功能升级后成本增加不大，便于批量生产及推广。

下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是防爆阀的爆炸结构示意图；

图2是防爆阀的主视图；

图3是图2中A-A方向的剖视图；

图4是阀体的结构示意图A；

图5是阀体的结构示意图B。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明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发明。但是本发明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发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。

如图1及图3所示，在一种可选实施例中的防爆阀，所述防爆阀设于电池箱体上，所述防爆阀包括阀体1、活动设置于该阀体1上的释压机构2、及在正常状态下与所述释压机构2接触的检测开关3，当所述电池箱体内部压力值大于设定防爆压力值(该设定防爆压力值是由弹簧的弹性系数决定)时，所述释压机构2与所述检测开关3分离，所述检测开关3输出信号并传送至控制系统进行预警。

具体地，检测开关3是固定在阀体1上，无论是正常状态亦或是异常状态，检测开关3都是保持在阀体1中的同一位置，即不会随着释压机构2的打开或闭合而移动，当在正常状态时，释压机构2密封于阀体1上，释压机构2与检测开关3接触，此时检测开关3输出常闭信号；当电池箱体内的压力处于异常状态时，电池箱体内的压力大于设定的防爆压力点，释压机构2向上打开，此时释压机构2底部与检测开关3上的按压端分离，检测开关3的按压端复位，使检测开关3的输出信号从常闭信号转换成常开信号，并传输至BMS控制系统，BMS控制系统收到不同的信号则立即作出预警响应，从而达到快速预警的目的。

如图1至图5所示，在一种可选实施例中的防爆阀，所述阀体1上表面设置有释压腔10，所述释压腔10底面以该释压腔10的中轴向为中心沿径向逐渐向上倾斜、且中部纵向贯穿所述阀体1设置有第一中心孔11，释压腔10底面呈碟型状，且碟型状是朝下凹陷，所述释压腔10底面围绕所述第一中心孔11纵向贯穿所述阀体1设置有呈梅花型排布的排气孔12，具体地，在装配时，释压机构2下压，释压机构2下表面靠近边沿向下压紧第一密封圈13，该释压机构2同时将排气孔12全部覆盖着，而释压腔10底面与释压机构2下表面形状相匹配，在正常状态下，释压机构2下表面(即阀芯下表面)能贴合释压腔10底面，起到封闭排气孔12的作用；

所述阀体1下表面环绕所述第一中心孔11设置有安装槽14，所述安装槽14中固定有保护罩4，所述释压机构2从上往下活动设置于所述释压腔10、保护罩4中，所述释压机构2在正常状态下将密封所述排气孔12，所述检测开关3设于所述保护罩4中。

具体地，保护罩4上端外沿是通过焊接、胶粘、或过盈配合中的一种或多种方式与安装槽14配合，保护罩4上端内沿与安装槽14之间还存在着间隙，弹簧的上端设置于间隙当中，并套设在阀体1下表面上。通过设置保护罩4，并将保护罩4将弹簧、检测开关3、连接轴保护其中，防止高温高压气体导致检测开关3损坏，同时还可以保护弹簧，防止热失控起火时产生的胶状、粉状等固定物粘连、堆积的弹簧或连接轴上，影响阀芯动作。

另外，阀体1可选用铝合金、镁合金型材或棒材，并进行数控机加工、墩压、或压铸而成，然后再进行飞边、去毛刺、喷砂、氧极氧化、烤漆、喷粉等处理工序；保护罩4则通过模具冲压、拉伸成型或金属管件焊接加工、或机加工。

如图1至图5所示，在一种可选实施例中的防爆阀，所述释压腔10上表面环绕所述排气孔12的上开口设置有第一密封槽，第一密封槽的横截面呈梯形状，即第一密封槽的上端两壁间距要小于下端两壁间距，所述第一密封槽中设置有第一密封圈13，而第一密封圈13的内沿、外沿上凸起有环形阻隔块15，所述释压机构2在正常状态下紧压于所述第一密封圈13上端，释压机构2的下表面(即阀芯下表面)紧压第一密封圈13的上表面，令到第一密封圈13上沿发生弹性形变，从而使第一密封圈13的下沿部分向第一密封槽中两侧壁发生形变，使第一密封圈13上的环形阻隔块15将第一密封槽的两侧壁上端封住，起到防止电池箱体外部的灰尘以及水份进入的作用，而第一密封槽的形状设置能大大提高防爆阀的阻隔外界污染物的效率；所述阀体1下表面环绕所述排气孔12的下开口设置有第二密封槽，所述第二密封槽中设置有第二密封圈16，所述第二密封圈16的内沿、外沿上按间隔距离凸起形成有凸块17。具体地，第二密封圈16的下沿是用于与电池箱体外壳表面接触，而第二密封槽、第二密封圈16的作用同样是为了防止电池箱体外部的灰尘以及水份进入；通过在第二密封圈16上设置凸块以增加第二密封圈16与第二密封槽之间的连接稳定性。

如图1及图3所示，在一种可选实施例中的防爆阀，所述释压机构2包括自上往下依次设置的防水透气膜20、阀芯21、及连接轴22，所述防水透气膜20通过膜片固定环压于所述阀芯21上，膜片固定环的厚度小于阀芯21的容纳槽210的深度，当上铁片23设置在膜片固定环24上时，膜片固定环24加上上铁片23的厚度小于阀芯21的容纳槽210深度，在上铁片23上通过粘合剂胶粘或铆接的方式设置有上盖25，而上盖25的上表面在正常状态下与阀体1上表面平齐，使防爆阀的结构更为之精简；另外阀芯21的直径小于释压腔10的直径，也就是说阀芯21是恰好与第一密封圈13配合，但不是将整个释压腔10封住，在阀芯21与释压腔10的侧壁之间留有间隙26，当此间隙26中加入水时，可以直观地看出该阀芯21内部有无漏气的情况，从而间接地判断防爆阀的状态；此外，上盖25与释压腔10的侧壁间留有缝隙27，缝隙27有利于当所述电池箱体内外存在压差，气体通过防水透气膜20进行透气，并经由缝隙27排出；

所述连接轴22设于所述阀芯21上、且与该阀芯21连通，所述阀芯21、连接轴22设置于所述阀体1上，所述连接轴22底部与所述检测开关3接触，当所述电池箱体内外存在压差，气体能透过所述防水透气膜20进行透气。

如图1及图3所示，在一种可选实施例中的防爆阀，所述阀芯21上表面设置有容纳槽210，容纳槽210是用于放置防水透气膜20，容纳槽210的槽内直径与防水透气膜20的一致，能保证两者之间能完整地配合，不会出现漏水等情况；

所述阀芯21上表面按间隔距离环绕所述容纳槽210设置有开放槽211，所述容纳槽210底面纵向贯穿设置有第二中心孔212，所述连接轴22上端贯穿设置有连通孔220，所述连通孔220底部侧壁上贯穿设置有透气孔214，所述透气孔214、连通孔220、第二中心孔212连通，所述防水透气膜20位于所述容纳槽210中，所述防水透气膜20上方设置有覆盖该防水透气膜20的上铁片23，所述上铁片23对应所述开放槽211设置有与所述容纳槽210连通的U型槽230。

具体地，U型槽230与开放槽211的配合，能使气体能经过透气孔214、连通孔220、第二中心孔212最后由U型槽230、开放槽211排出，并且上盖25能将U型槽230、开放槽211的上端开口遮挡住，能防止灰尘直接进入到防水透气膜20中，此外，在上铁片23边沿、位于U型槽230开口处设置有卡紧块231用于卡紧开放槽211的侧壁，使上铁片23不会沿着轴向移动，避免了U型槽230、开放槽211错位而导致的气体不能排除的情况。

如图1及图3所示，在一种可选实施例中的防爆阀，所述阀芯21下表面朝下设置有连接柱215，所述第二中心孔212贯穿所述连接柱215，所述连接轴22上端与所述连接柱215螺纹连接，所述连接轴22外周沿套设有弹簧5、且通过所述弹簧5与所述阀体1连接以使阀芯21密封于所述阀体1上。

如图1及图3所示，在一种可选实施例中的防爆阀，所述连接轴22底部朝外凸出设置有阶梯块，所述弹簧5下端位于所述阶梯块上，所述连接轴22下表面开设有容纳所述检测开关3的阶梯槽。具体地，阶梯槽用于容纳检测开关3，使阀体1内部结构更为之精简。

如图1及图3所示，在一种可选实施例中的防爆阀，所述容纳槽210底面设置有用于放置防水透气膜20的凹槽210a，所述第二中心孔212位于该凹槽210a中部。具体地，该凹槽210a为防水透气膜20提供了更多透气的空间，可以有效提升透气率。另外，此处凹槽210a形状可以是碟形、方形、圆弧形等，只要给防水透气膜20留下透气空间即可。

如图1及图3所示，在一种可选实施例中的防爆阀，所述保护罩4底端螺纹连接有固定板40，所述检测开关3固定于所述固定板40上，所述检测开关3的输出端通过电线与所述控制系统电线连接。具体地，固定板40上设置有PCB板，检测开关3焊接在PCB板上，且检测开关3的输出端延伸出固定板40下端；此外，检测开关3可以通过电线与控制系统或声光报警系统连接，另外还可以在检测开关3与控制系统之间串联或者并联一个或多个电阻和/或继电器，以输出符合要求的预警信号；在固定板40下方设置有保护罩4盖板用于封住保护罩4底部的开口，该保护罩4盖板上设置有通孔。

如图1及图3所示，在一种可选实施例中的防爆阀，所述阀体上按间隔距离设置有螺纹孔或通孔或螺纹柱，下列为阀体上安装有不同的连接机构：

其一，阀体上设置有螺纹孔，阀体的螺纹孔通过螺栓配合连接于电池箱体上；

其二，阀体上设置有通孔，螺栓穿过阀体上的通孔及电池箱体上的螺纹孔连接或与螺母连接把防爆阀安装在电池箱体上；

其三，阀体上设置有螺纹柱，阀体上的螺纹柱与电池箱体上的螺纹孔配合，把防爆阀安装在电池箱体上。

在一种可选实施例中，阀本体呈圆形或多边形。

当电池箱体内出现异常时，电池箱体内的压力大于预设的防爆压力并克服弹簧弹力使阀芯与第一密封圈分离，电池箱体内的高温高压气体通过排气孔快速排出至箱体外部，进而起到释压防爆作用，同时阀芯带动连接轴向上移动，与检测开关分离，检测极管进而向控制系统输送信号。

区别于现有技术，本发明的有益效果为：

1、本发明通过在阀体1内内置检测开关3，通过释压机构2与检测开关3配合，当电池箱体的压力大于设定防爆压力点，释压机构2向上打开，从而使释压机构2底部与检测机关分离，然后控制系统接收到不同于正常闭合状态下收到的信号时进行报警，从而实现预警目的，轻松满足各类新能源汽车安全标准；

2、检测开关3设置于防爆阀结构内，一旦出现异常情况阀芯21打开，连接轴22便与检测开关3立即分离，预警信号能及时输出，有效解决压力传感器不灵敏、及温度传感器预警滞后的问题；

3、本发明通过设置有防水透气膜20，集防爆、透气、热失控预警多功能为一体，且本发明产品结构紧凑，体积小，不需要同时安装防爆阀以及额外的传感器，在电池箱体内占用空间少，容易安装；

4、本发明还设置有保护罩4，检测开关3设置于保护罩4里边，可有效保护检测开关3，防止高温高压气体破坏检测开关3，同时保护罩4还可以保护弹簧5，防止热失控起火时产生的胶状、粉状等固定物粘连、堆积在弹簧5上，从而影响到阀芯21动作；

5、本产品结构简单，加工、组装方便，在防爆阀中增加检测开关3从而增添预警功能，产品功能升级后成本增加不大，便于批量生产及推广。

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。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种防爆阀，所述防爆阀设于电池箱体上，其特征在于：所述防爆阀包括阀体、活动设置于该阀体上的释压机构、及在正常状态下与所述释压机构接触的检测开关，当所述电池箱体内部压力值大于设定防爆压力值时，所述释压机构与所述检测开关分离，所述检测开关输出信号并传送至控制系统进行预警。

2.根据权利要求1所述一种防爆阀，其特征在于，所述阀体上表面设置有释压腔，所述释压腔中部纵向贯穿所述阀体设置有第一中心孔，所述释压腔底面围绕所述第一中心孔纵向贯穿所述阀体设置有若干排气孔，所述阀体下表面环绕所述第一中心孔设置有安装槽，所述安装槽中固定有保护罩，所述释压机构从上往下活动设置于所述释压腔、保护罩中，所述释压机构在正常状态下将密封所述排气孔，所述检测开关设于所述保护罩中。

3.根据权利要求2所述一种防爆阀，其特征在于，所述释压腔上表面环绕所述排气孔的上开口设置有第一密封槽，所述第一密封槽中设置有第一密封圈，所述释压机构在正常状态下紧压于所述第一密封圈上端，所述阀体下表面环绕所述排气孔的下开口设置有第二密封槽，所述第二密封槽中设置有第二密封圈，所述第二密封圈的内沿、外沿上按间隔距离凸起形成有凸块。

4.根据权利要求1所述一种防爆阀，其特征在于，所述释压机构包括自上往下依次设置的防水透气膜、阀芯、及连接轴，所述防水透气膜通过膜片固定环压于所述阀芯上，所述连接轴设于所述阀芯上、且与该阀芯连通，所述阀芯、连接轴设置于所述阀体上，所述连接轴底部与所述检测开关接触，当所述电池箱体内外存在压差，气体能透过所述防水透气膜进行透气。

5.根据权利要求4所述一种防爆阀，其特征在于，所述阀芯上表面设置有容纳槽，所述阀芯上表面按间隔距离环绕所述容纳槽设置有开放槽，所述容纳槽底面纵向贯穿设置有第二中心孔，所述连接轴上端贯穿设置有连通孔，所述连通孔底部侧壁上贯穿设置有透气孔，所述透气孔、连通孔、第二中心孔连通，所述防水透气膜位于所述容纳槽中，所述防水透气膜上方设置有覆盖该防水透气膜的上铁片，所述上铁片对应所述开放槽设置有与所述容纳槽连通的U型槽。

6.根据权利要求4所述一种防爆阀，其特征在于，所述阀芯下表面朝下设置有连接柱，所述连接轴上端与所述连接柱螺纹连接，所述连接轴外周沿套设有弹簧、且通过所述弹簧与所述阀体连接以使阀芯密封于所述阀体上。

7.根据权利要求4所述一种防爆阀，其特征在于，所述连接轴底部朝外凸出设置有阶梯块，所述连接轴下表面开设有容纳所述检测开关的阶梯槽。

8.根据权利要求5所述一种防爆阀，其特征在于，所述容纳槽底面设置有用于放置防水透气膜的凹槽，所述第二中心孔位于该凹槽中部。

9.根据权利要求2所述一种防爆阀，其特征在于，所述保护罩底端螺纹连接有固定板，所述检测开关固定于所述固定板上，所述检测开关的输出端通过电线与所述控制系统电线连接。

10.根据权利要求1所述一种防爆阀，其特征在于，所述阀体上按间隔距离设置有螺纹孔或通孔或螺纹柱以用于与所述电池箱体连接。

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