CN112610738A - 防爆阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种防爆阀，其包括阀体、启闭机构和通气机构，其中，阀体内具有中空的阀腔，并于阀体上设有用于与安装防爆阀的构件内连通的第一连通孔，以及使阀腔与外界连通的第二连通孔，启闭机构位于阀腔内，且启闭机构具有弹性部，以及承接弹性部的预紧力而封堵第一连通部的封堵部，且响应于构件内的大于预紧力的气体压力，封堵部可移动以开启第一连通孔，通气机构设于阀体或封堵部上，且通气机构具有以连通阀腔和第一连通孔的连通通道，并于连通通道内设有防水透气膜。本发明的防爆阀集泄压功能和防水透气功能于一体，由此在防爆阀应用于电池包时，能够提高电池包的安全性能，而有着较好的使用效果。

Description

防爆阀

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，特别涉及一种防爆阀。

背景技术

随着电动汽车的广泛应用，动力电池包的安全设计已成为当下新能源研究的热点之一，尤其是随着具有热管理功能的电池包设计逐步增多，，其安全性及工作可靠性至关重要。为了保证其安全稳定的工作，需要防水、防尘，即理论上需要完全密封，但在完全密封状态下，一旦内部发生短路、电池过充或过放等异常热失控时将产生大量高温高压，并产生大量含有固体或胶状物质的固气混合物，如果不能及时排出通常情况下将发生剧烈起火、爆炸，造成重大人员伤亡及财产损失。为此，目前通常采用在电池包上安装防水透气阀、防爆透气阀。

由于电池包在具有温差并且高湿的南方极容易出现凝露现象，凝露一旦在电池包内产生，如果滴到电池包线路上很容易造成电池包短路，甚至发生起火爆炸的情况，存在严重的安全隐患。而现有的防爆阀仅设计有呼吸阀，此防爆阀不能解决电池包内防止凝露的问题，并且在电池包发生热失控时很容易被堵塞，并加速电池包内温度上升，而引起电池包内起火爆炸。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种防爆阀，以能够具有防水透气功能及泄压功能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种防爆阀，包括：

阀体，所述阀体内具有中空的阀腔，并于所述阀体上设有用于与安装所述防爆阀的构件内连通的第一连通孔，以及使所述阀腔与外界连通的第二连通孔；

启闭机构，位于所述阀腔内，所述启闭机构具有弹性部，以及承接所述弹性部的预紧力而封堵所述第一连通部的封堵部，且响应于所述构件内的大于所述预紧力的气体压力，所述封堵部可移动以开启所述第一连通孔；

通气机构，设于所述阀体或所述封堵部上，且所述通气机构具有以连通所述阀腔和所述第一连通孔的连通通道，并于所述连通通道内设有防水透气膜。

进一步的，所述阀体上具有以于所述构件上安装的安装面，所述第一连通孔位于所述安装面上，且所述安装面上设有环所述第一连通孔设置的第一密封圈，并于所述安装面上设有以供所述阀体于所述构件上固定的固定部。

进一步的，所述固定部为设于所述安装面上的螺纹孔，且所述安装面上设有第一密封槽，所述第一密封圈位于所述第一密封槽内，并于所述第一密封槽的一侧设有与所述第一密封槽连通的第一密封圈拆卸口。

进一步的，于所述第一连通孔内设有滤火网，所述第二连通孔为排布于所述阀体上的多个。

进一步的，所述封堵部包括对应于所述第一连通孔设置的封堵盖，所述弹性部包括抵接于所述封堵盖和所述阀腔内壁之间的弹簧，且承接于所述弹簧的预紧力，所述封堵盖扣置于所述第一连通孔上，而形成对所述第一连通孔的封堵。

进一步的，所述弹簧通过套接于自身一端的弹簧支座抵接于所述阀腔的内壁上，并于所述弹簧支座和所述封堵盖之间设有导向部，且承接于所述构件内的大于所述预紧力的气体压力，所述导向部为约束所述封堵盖沿所述第一连通孔的轴向移动而开启所述第一连通孔。

进一步的，于所述封堵盖和所述阀体之间设有环所述第一连通孔设置的第二密封圈，且所述第二密封圈位于所述阀体上，且所述阀体上设有第二密封槽，所述第二密封圈位于所述第二密封槽内，并于所述第二密封槽的一侧设有与所述第二密封槽连通的第二密封圈拆卸口。

进一步的，所述连通通道位于所述封堵部上，并于所述连通通道的与所述阀腔内连通的一端设有透气膜防护盖，所述透气膜防护盖上设有以连通所述连通通道和所述阀腔的通孔。

进一步的，所述阀体包括底板，以及固连于所述底板一侧的外罩，所述阀腔围构形成于所述外罩和所述底板之间，所述第一连通孔位于所述底板上，所述第二连通孔位于所述外罩上。

进一步的，于所述外罩的顶部设有防爆阀标识部。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明所述的防爆阀通过设置的启闭机构和通气机构，以及设置在连通通道上的防水透气膜，不仅具有较好的透气平衡压差的功能，而且还能够泄压以平衡与之安装的构件内的压力，由此在该防爆阀应用于电池包上时，不仅能够实现电池包在正常使用状态下的透气功能需求，还能够在热失控状况下进行防爆泄压，以防止电池包壳体涨裂而引起电池包的起火爆炸，而可提高电池包的安全性能。

另外，该防爆阀通过设置的滤火网，以及设置在透气膜防护盖上的通孔，可有效避免热失控时电池包内的火焰经防爆阀喷出，并且该滤火网和形成在外罩上的第二通孔共同构成双层滤火结构，从而能够进一步防止热失效时火焰的喷出，并可进一步提高电池包的安全性能。

此外，该防爆阀采用双层密封结构，可大大地提高连接的密封效果，而能够有效防止电池包因高湿环境产生凝露而造成短路的问题发生。本发明的防爆阀集泄压爆破功能和防水透气功能于一体，并能够大大地提高电池包的安全性能，而有着较好的使用效果。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的防爆阀的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的防爆阀的另一视角的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的防爆阀的爆炸图；

图4为本发明实施例所述的防爆阀的剖视图；

图5为本发明实施例所述的阀体的结构示意图；

附图标记说明：

1、底板；2、外罩；3、封堵盖；4、弹簧；5、弹簧支座；6、透气膜防护盖；7、第一密封圈；8、第二密封圈；9、滤火网；10、阀体；11、标识部；

100、安装面；101、第一连通孔；102、第一密封槽；1021、第一密封圈拆卸口；103、第二密封槽；104、固定部；

200、防水透气膜；201、第二连通孔；

301、导向孔；302、安装孔；

601、通孔；701、凸部。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语，其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，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，在本发明的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”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，可以结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本实施例涉及一种防爆阀，其在整体构成上，主要包括阀体、启闭机构和通气机构，其中，阀体内具有中空的阀腔，并于阀体上设有用于与安装防爆阀的构件内连通的第一连通孔，以及使阀腔与外界连通的第二连通孔，启闭机构位于阀腔内，且启闭机构具有弹性部，以及承接弹性部的预紧力而封堵第一连通部的封堵部，且响应于构件内的大于预紧力的气体压力，封堵部可移动以开启第一连通孔，而通气机构则设于阀体或封堵部上，且通气机构具有以连通阀腔和第一连通孔的连通通道，并于连通通道内设有防水透气膜。

本实施例的防爆阀集泄压功能和防水透气功能于一体，由此在该防爆阀应用于电池包上时，能够提高电池包的使用安全性能。

基于如上整体结构，本实施例的一种防爆阀的示例性结构如图1至图3所示，其中，该防爆阀包括阀体10，由图1、图2结合图3和图4所示，该阀体10包括底板1，以及固连于底板1一侧的外罩2，前述的阀腔围构形成于外罩2和底板1之间，而第一连通孔101位于底板1上，第二连通孔201位于外罩2上。具体的，第二连通孔201为排布于阀体10上也即是外罩2上的多个，且第二连通孔201的孔径在2-10mm之间，如此设置，可使得防爆阀在爆破后具有较好的通气效果。

在此需说明的是，上述中安装防爆阀的构件优选为电池包，而上述中的外界具体为该防爆阀及安装该防爆阀的构件所处的外部环境，也即是该防爆阀及电池包所处的外部环境。

本实施例的外罩2在整体结构上呈上部小下部大的圆形碗装结构，其采用高压铸铝工艺制造成型，为提高外罩2的耐腐蚀性能，于外罩2的表面涂覆有防腐涂层。另外，外罩2和底板1通过结构胶粘接于一起，如此可提高外罩2和底板1连接的密封效果。

为便于防爆阀于构件也即是于电池包上的安装，本实施例中，于阀体10上构造有以于构件上安装的安装面100，具体结构上，结合图2、图4和图5所示，该安装面100设置在底板1上，而前述的第一连通孔101位于安装面100上。同时，于安装面100上设有环第一连通孔101设置的第一密封圈7，并于安装面100上设有以供阀体10于构件上固定的固定部104。如此，通过设置的第一密封圈7及固定部104，可使得防爆阀能够密封连接于电池包上，且具有较好的密封效果。

具体的，继续参看图2、图4和图5所示，固定部104具体为设于安装面100上的螺纹孔，其结构简单，便于加工。为便于第一密封圈7的安装及拆卸，于安装面100上设有第一密封槽102，第一密封圈7位于第一密封槽102内，并且，于第一密封槽102的一侧设有与第一密封槽102连通的第一密封圈拆卸口1021。该第一密封圈拆卸口1021沿第一密封槽102向中心轴方向延伸的呈矩形状的豁口，对应于该第一密封圈拆卸口1021，于第一密封圈7上构造有凸部701，该凸部701嵌设于第一密封圈拆卸口1021中，如此，一方面能够对第一密封圈7的安装起到一定的定位效果，另一方面能够利于第一密封圈7的拆卸及更换。

在此值得说明的是，本实施例的固定部104除了上述中的结构外，还可为设于安装面100上的安装孔302，或是焊接于安装面100上的螺栓等。另外，第一密封槽102拆卸口设置的位置及形式还可采用现有技术中的其他结构形式。

本实施例的闭机构位于阀腔内，且启闭机构具有弹性部，以及承接弹性部的预紧力而封堵第一连通部的封堵部，且响应于构件内的大于预紧力的气体压力，封堵部可移动以开启第一连通孔101。其中，封堵部包括对应于第一连通孔101设置的封堵盖3，弹性部包括抵接于封堵盖3和阀腔内壁之间的弹簧4，并且承接于弹簧4的预紧力，封堵盖3扣置于第一连通孔101上，而形成对第一连通孔101的封堵。具体而言，为便于弹簧4的安装及定位，本实施例中，如图3和图4所示，于阀腔中设有可抵接于阀腔内壁的弹簧支座5，弹簧4的一端套接于弹簧支座5上，另一端抵接于封堵盖3上，通过弹簧4的预紧力使得封堵盖3封堵于第一连通孔101上。

为利于封堵盖3能够沿第一连通孔101的轴向进行移动，于弹簧支座5和封堵盖3之间设有导向部，如此，在构件也即是电池包内的气体压力大于预紧力时，该导向部能够约束封堵盖3沿第一连通孔101的轴向移动而能够开启第一连通孔101。如图3所示，该导向部具体包括设于弹簧支座5上的导向柱，以及设于封堵盖3上的与导向柱滑动插装配合的导向孔301。并且，导向柱及对应的导向孔301为呈三角形布置的三组，如此，能够提高封堵盖3在移动过程中的稳定性及可靠性。

另外，为提高封堵盖3和阀体10之间的密封效果，本实施例中，于封堵盖3和阀体10之间设有环第一连通孔101设置的第二密封圈8，且第二密封圈8位于阀体10或封堵盖3上。具体的，第二密封圈8位于阀体10上，对应于第二密封圈8，于阀体10上设有第二密封槽103，第二密封圈8位于第二密封槽103内，并且于第二密封槽103的一侧设有与第二密封槽103连通的第二密封圈拆卸口。其中第二密封圈8及第二密封圈拆卸口的结构与上述中第一密封圈7及第一密封圈拆卸口1021的结构相同，在此不再赘述。

本实施例的通气机构设于阀体10或封堵部上，且通气机构具有以连通阀腔和第一连通孔101的连通通道，并于连通通道内设有防水透气膜200。具体的，连通通道位于封堵部上，并于连通通道的与阀腔内连通的一端设有透气膜防护盖6，透气膜防护盖6上设有能够将连通通道和阀腔连通的通孔601。继续参看图3和图4所示，该防水透气膜200粘贴于连通通道中，其具体通过结构胶粘贴于形成在封堵盖3上的安装孔302中，且于该防水透气膜200的上方设有防水透气膜200的防护盖，如此，可使得外罩2和封堵盖3之间形成有较好的防水密封性能，也即是使得防爆阀能够满足IPX9防水密封性能。

其中，本实施例的透气膜防护盖6整体上呈空心圆柱状结构，其顶部设有圆形的封挡板，上述的通孔601形成在透气膜防护盖6的圆柱状的外壁上。另外，该透气膜防护盖6可采用高压铸造工艺或注塑工艺制成。本实施例通过设置的透气膜防护盖6可对防水透气膜200起到较好的防护作用，以能够有效防止外部物体损伤或刺破防水透气膜200。

作为本实施例的优选实施方式之一，本实施例的防水透气膜200，其厚度大于0.18mm，如此，可提高防水透气膜200的耐疲劳性能。另外，在此值得说明的是，防水透气膜200面积的大小取决于电池包的整包净容积的大小，根据非热失控工况下，也即是正常工作工况下对透气量的需求进行设置，整体原则上，电池包的净容积越大，其对于透气量的需求越大，透气膜的面积越大。

本实施例中，于第一连通孔101内设有滤火网9，如此，在电池包发生热失控时，可有效避免电池包内的火焰经防爆阀喷出，而可提高电池包的安全性能。并且，该滤火网9与形成于外罩2上的第二连通孔201共同构成双层滤火结构，从而可进一步防止热失控时火焰的喷出，并可进一步提高电池包的安全性能。另外，于外罩2的顶部设有防爆阀标识部11。

本实施例的防爆阀，在正常使用时，电池包因为温度冲击和湿热循环后，电池包内压力会发生变化，如图4中实心箭头所示，当电池包内压力小于外界大气压时，外界气体通过外罩2上的第二连通孔201经过封堵盖3上的通孔601，以及经防水透气膜200进入电池包内，平衡电池包内的压力。当电池包内压力大于外界大气压时，电池包内的压力通过封堵盖3上的通孔601再经过外罩2上的第二连通孔201排出电池包外，以平衡电池包内的压力变化，从而能够避免电池包壳体发生瘪裂或涨裂。

当电池包发生热失效时，电池包内的压力迅速增加，如图4中的空心箭头所示的，当电池包内的压力大于弹簧4的预紧力时，封堵盖3沿导向柱的轴向向上移动以打开第一连通孔101，也即是在封堵盖3与底板1之间形成缝隙。外界气体不仅通过第二连通孔201及透气膜防护盖6上的通孔601与连通通道连通，而且通过第二连通孔201及封堵盖3与底板1之间的缝隙进行连通。此时，电池包内的气体沿空心箭头的方向经两路排出至外界，以能够降低电池包内的压力，并可减小因壳体破裂而使外部氧气进入电池包内发生电池包爆炸的风险，同时能够提高电池包的安全性能。

本发明的防爆阀不仅具有较好的透气平衡压差的功能，而且还能够泄压以平衡与之安装的构件内的压力，由此在该防爆阀应用于电池包上时，不仅能够实现电池包在正常使用状态下的透气功能需求，还能够在热失控状况下进行防爆泄压，避免火焰喷出电池包外，以能够防止电池包壳体涨裂而引起电池包的起火爆炸，从而可提高电池包的安全性能，同时具有平衡气压、泄压功能，并且能够满足IPX9防水密封性能，且有着较好的效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防爆阀，其特征在于包括：

阀体(10)，所述阀体(10)内具有中空的阀腔，并于所述阀体(10)上设有用于与安装所述防爆阀的构件内连通的第一连通孔(101)，以及使所述阀腔与外界连通的第二连通孔(201)；

启闭机构，位于所述阀腔内，所述启闭机构具有弹性部，以及承接所述弹性部的预紧力而封堵所述第一连通部的封堵部，且响应于所述构件内的大于所述预紧力的气体压力，所述封堵部可移动以开启所述第一连通孔(101)；

通气机构，设于所述阀体(10)或所述封堵部上，且所述通气机构具有以连通所述阀腔和所述第一连通孔(101)的连通通道，并于所述连通通道内设有防水透气膜(200)。

2.根据权利要求1所述的防爆阀，其特征在于：所述阀体(10)上具有以于所述构件上安装的安装面(100)，所述第一连通孔(101)位于所述安装面(100)上，且所述安装面(100)上设有环所述第一连通孔(101)设置的第一密封圈(7)，并于所述安装面(100)上设有以供所述阀体(10)于所述构件上固定的固定部(104)。

3.根据权利要求2所述的防爆阀，其特征在于：所述固定部(104)为设于所述安装面(100)上的螺纹孔，且所述安装面(100)上设有第一密封槽(102)，所述第一密封圈(7)位于所述第一密封槽(102)内，并于所述第一密封槽(102)的一侧设有与所述第一密封槽(102)连通的第一密封圈拆卸口(1021)。

4.根据权利要求1所述的防爆阀，其特征在于：于所述第一连通孔(101)内设有滤火网(9)，所述第二连通孔(201)为排布于所述阀体(10)上的多个。

5.根据权利要求1所述的防爆阀，其特征在于：所述封堵部包括对应于所述第一连通孔(101)设置的封堵盖(3)，所述弹性部包括抵接于所述封堵盖(3)和所述阀腔内壁之间的弹簧(4)，且承接于所述弹簧(4)的预紧力，所述封堵盖(3)扣置于所述第一连通孔(101)上，而形成对所述第一连通孔(101)的封堵。

6.根据权利要求5所述的防爆阀，其特征在于：所述弹簧(4)通过套接于自身一端的弹簧支座(5)抵接于所述阀腔的内壁上，并于所述弹簧支座(5)和所述封堵盖(3)之间设有导向部，且承接于所述构件内的大于所述预紧力的气体压力，所述导向部为约束所述封堵盖(3)沿所述第一连通孔(101)的轴向移动而开启所述第一连通孔(101)。

7.根据权利要求5所述的防爆阀，其特征在于：于所述封堵盖(3)和所述阀体(10)之间设有环所述第一连通孔(101)设置的第二密封圈(8)，且所述第二密封圈(8)位于所述阀体(10)上，且所述阀体(10)上设有第二密封槽(103)，所述第二密封圈(8)位于所述第二密封槽(103)内，并于所述第二密封槽(103)的一侧设有与所述第二密封槽(103)连通的第二密封圈拆卸口。

8.根据权利要求1所述的防爆阀，其特征在于：所述连通通道位于所述封堵部上，并于所述连通通道的与所述阀腔内连通的一端设有透气膜防护盖(6)，所述透气膜防护盖(6)上设有以连通所述连通通道和所述阀腔的通孔(601)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的防爆阀，其特征在于：所述阀体(10)包括底板(1)，以及固连于所述底板(1)一侧的外罩(2)，所述阀腔围构形成于所述外罩(2)和所述底板(1)之间，所述第一连通孔(101)位于所述底板(1)上，所述第二连通孔(201)位于所述外罩(2)上。

10.根据权利要求9所述的防爆阀，其特征在于：于所述外罩(2)的顶部设有防爆阀标识部(11)。

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