CN114335878A - 防爆膜片、防爆阀、电池包和无模组电池包 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于电池包的防爆阀的防爆膜片，防爆阀具有防爆孔，且用于设置在电池包的壳体上，壳体的内部可通过防爆阀的防爆孔与外部连通，防爆膜片用于封闭防爆孔，防爆膜片包括灭火剂和层叠设置的第一膜层与第二膜层，第一膜层的边缘区域与第二膜层的边缘区域密封连接，以将灭火剂封存在第一膜层与第二膜层的中央区域之间，边缘区域环绕在中央区域的四周。在本发明中，电池包壳体内部发生热失控时，防爆膜片内部封存的灭火剂可释放到防爆孔处，起到主动降温和隔绝壳体外部空气的作用，降低防爆阀喷火或着火的风险。本发明还提供一种防爆阀、一种电池包和一种无模组电池包。

Description

防爆膜片、防爆阀、电池包和无模组电池包

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体地，涉及一种防爆膜片、一种包括该防爆膜片的防爆阀、一种包括该防爆阀的电池包和一种包括该防爆阀的无模组电池包。

背景技术

随着电动汽车领域的飞速发展，电池包发生热失控导致电池燃烧爆炸的案例屡见不鲜，电动汽车电池安全性能的重要性日益凸显。电动汽车的起火主要由机械、电、热滥用等外部因素和内部因素造成。而无论是外部因素还是内部因素，内短通常是导致电池包发生热失控的根本原因。

在内短事故中，电池模组的正负极之间发生短路，产生大量热量，随后正极材料受热后结构坍塌分解释放氧气，电解液分解产生大量可燃性气体，如，一氧化碳(CO)、氢气(H2)、烷烃类气体等；随着氧气的释放和电解液分解的加剧，电芯内部压力持续累加。电芯内部的化学变化愈加剧烈，达到一定程度后电芯将发生破裂。电芯破裂释放的大量可燃性高温烟雾气流，与自身释放的氧气和电池包(PACK)空腔内的氧气接触混合，进而发生燃烧或者爆炸。在第一支电芯发生热失控后残余大量的气体和热量，极易引发相邻电芯的热失控，产生不可遏制的连锁反应，即电池系统的热扩散。

电池包系统发生热失控和热扩散后，包内压力和热量剧增，通常表现为剧烈的燃烧和爆炸现象。常见的几种失效模式有：1、电池包热蔓延剧烈，壳体破裂失效；2、高压拉弧击穿电池包壳体失效，3、防爆阀喷火失效。

防爆阀在热失控发生的过程中起的作用主要是为了泄压和泄热，确保车用电池包不会因高温和高压导致破裂。防爆阀的核心部件主要是防爆膜，传统的防爆膜一般为一层聚酰亚胺(Polyimide，PI)或聚四氟乙烯(Poly tetra fluoroethylene，PTFE)薄膜，其防爆原理是在电池包内电芯热失控后产生大量的高温气体，累计达到防爆阀的开启压力时，防爆膜破裂，大量的高温高速气流从防爆阀喷出，释放电池包的压力。

然而，本发明的发明人在若干热失控实验中发现，防爆阀作为泄气、泄热的主要部件，总是不可避免地发生喷火，易引燃电池包周边的车身结构中的可燃材料，对乘员安全产生影响，难以满足GB38031国标要求。

发明内容

本发明旨在提供一种防爆膜片、一种包括该防爆膜片的防爆阀、一种包括该防爆阀的电池包和一种包括该防爆阀的无模组电池包，该防爆膜片能够在电池包壳体内部发生热失控时隔绝壳体外部空气并对壳体内部进行主动降温，降低防爆阀喷火或着火的风险。

为实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种用于电池包的防爆阀的防爆膜片，所述防爆阀具有防爆孔，且设置在电池包的壳体上，所述壳体的内部可通过所述防爆阀的所述防爆孔与外部连通，所述防爆膜片用于封闭所述防爆孔，其中，所述防爆膜片包括灭火剂和层叠设置的第一膜层与第二膜层，所述第一膜层的边缘区域与所述第二膜层的边缘区域密封连接，以将所述灭火剂封存在所述第一膜层的中央区域与所述第二膜层的中央区域之间，所述边缘区域环绕在所述中央区域的四周。

可选地，所述第二膜层在所述边缘区域形成有多个第一通孔，所述第一通孔沿所述第二膜层的厚度方向贯穿所述第二膜层，且所述第一通孔的边缘与所述边缘区域的内侧边缘及外侧边缘之间的间隔距离均大于第一预设距离。

可选地，多个所述第一通孔绕所述第二膜层的中央区域周向均匀分布。

可选地，所述第二膜层在所述第二膜层的中央区域具有至少一个凹陷区，所述第二膜层在所述凹陷区向所述第一膜层方向凹陷。

可选地，所述第二膜层的所述凹陷区关于所述防爆膜片的中心旋转对称。

可选地，所述第二膜层在所述凹陷区与所述第一膜层贴合，且所述第二膜层与所述第一膜层贴合的部分形成有沿所述第二膜层的厚度方向贯穿所述第二膜层的第二通孔。

可选地，所述第二膜层具有多个所述凹陷区，其中一个所述凹陷区位于所述第二膜层的中央，其余所述凹陷区环绕位于所述第二膜层中央的所述凹陷区周向分布。

可选地，所述防爆膜片还包括固定环，所述固定环固定设置在所述第一膜层的边缘区域，所述固定环用于固定设置在所述防爆阀上，以将所述第一膜层的边缘区域和所述第二膜层的边缘区域压紧在所述膜片连接面上。

可选地，所述防爆膜片还包括环形固定件，所述环形固定件设置在所述第一膜层的边缘区域与所述第二膜层的边缘区域之间。

可选地，所述防爆膜片还包括环形固定件，所述环形固定件设置在所述第一膜层的边缘区域背离所述第二膜层一侧的表面上。

可选地，所述防爆膜片还包括粘结环，所述粘结环固定设置在所述第二膜层的边缘区域，所述粘结环用于将所述第二膜层的边缘区域粘结在所述膜片连接面上。

作为本发明的第二个方面，提供一种防爆阀，所述防爆阀包括防爆座和防爆膜片，所述防爆座用于设置在电池包的壳体上，且所述防爆座的内腔与所述电池包的壳体内部连通，所述防爆座的顶部具有防爆孔，所述壳体的内部可通过所述防爆阀的所述防爆孔与外部连通，所述防爆膜片用于封闭所述防爆座的防爆孔，所述防爆膜片为前面所述的防爆膜片。

可选地，所述防爆座的顶部具有环绕所述防爆孔的膜片连接面，所述防爆膜片的第二膜层的边缘区域与所述膜片连接面密封连接，所述第一膜层和所述第二膜层的边缘区域通过热熔焊焊接在所述膜片连接面上。

作为本发明的第三个方面，提供一种电池包，所述电池包包括壳体、至少一个防爆阀和至少一个电池模组，所述电池模组设置在所述壳体的内部，所述防爆阀设置在所述壳体上，所述防爆阀为前面所述的防爆阀。

作为本发明的第四个方面，提供一种无模组电池包，所述无模组电池包包括壳体、至少一个防爆阀和至少一个电芯，所述电芯设置在所述壳体的内部，所述防爆阀设置在所述壳体上，所述防爆阀为前面所述的防爆阀。

在本发明提供的防爆膜片、防爆阀、电池包和无模组电池包中，防爆膜片包括第一膜层、第二膜层和封装在第一膜层与第二膜层之间的灭火剂，从而在电池包壳体内部发生热失控、产生的高温气流使防爆膜片破裂时，防爆膜片内部封存的灭火剂可释放到防爆孔处，起到主动降温和隔绝壳体外部空气的作用，降低防爆阀喷火或着火的风险。

并且，本发明提供的防爆膜片可直接用于替换现有防爆阀中的防爆膜，且在防爆阀中的防爆膜片破损后，仅需将新的防爆膜片固定在防爆阀的膜片连接面上，使新的防爆膜片将防爆阀的防爆孔重新封闭，即可实现对防爆阀的维修和再利用，降低了电池包的维护成本。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例提供的防爆膜片的结构示意图；

图2是图1中防爆膜片的A-A向剖视图；

图3是本发明实施例提供的防爆阀的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的防爆阀的结构爆炸图；

图5是本发明实施例提供的防爆阀组装后的外观示意图；

图6是本发明另一实施例提供的防爆膜片的结构示意图；

图7是图6中防爆膜片的B-B向剖视图；

图8是图7中防爆膜片在C区域的局部放大示意图；

图9是本发明另一实施例提供的防爆膜片的结构示意图；

图10是图9中防爆膜片的D-D向剖视图；

图11是9中的防爆膜片在防爆阀中的安装原理示意图；

图12是本发明另一实施例提供的防爆膜片的结构示意图；

图13是图12中防爆膜片的E-E向剖视图；

图14是是12中的防爆膜片在防爆阀中的安装原理示意图；

图15是本发明另一实施例提供的防爆膜片的结构示意图；

图16是图15中防爆膜片在F区域的局部放大示意图；

图17是本发明另一实施例提供的防爆膜片的结构示意图；

图18是图17中防爆膜片在G区域的局部放大示意图；

图19是是17中的防爆膜片在防爆阀中的安装原理示意图；

图20是本发明另一实施例提供的防爆膜片的结构示意图；

图21是图20中防爆膜片在H区域的局部放大示意图；

图22是图20中的防爆膜片在防爆阀中的安装原理示意图；

图23是本发明另一实施例提供的防爆膜片的结构示意图；

图24是图23中防爆膜片在I区域的局部放大示意图；

图25是图23中的防爆膜片在防爆阀中的安装原理示意图；

图26是本发明实施例提供的电池包(无模组电池包)的结构示意图；

图27是图26中的电池包(无模组电池包)的左视图。

附图标记说明：

100：防爆膜片 110：第一膜层

120：第二膜层 130：灭火剂

140：环形固定件 150：固定环

151：连接环 152：安装筒

160：粘结环 200：防爆座

210：防爆孔 220：防护盖固定筒

230：防护盖 231：第一引流孔

232：第二引流孔 240：透气盒

241：盒体 242：底板

250：透气筒 251：透气盖板

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供一种用于电池包的防爆阀的防爆膜片100，所述防爆阀具有防爆孔210(参见图4)，且设置在电池包的壳体上，所述壳体的内部可通过所述防爆阀的所述防爆孔210与外部连通，所述防爆膜片100用于封闭所述防爆孔210。其中，如图1、图2、图6至图25所示，所述防爆膜片100包括灭火剂130和层叠设置的第一膜层110与第二膜层120，所述第一膜层110的边缘区域b与所述第二膜层120的边缘区域b密封连接，以将所述灭火剂130封存在所述第一膜层110的中央区域a与所述第二膜层120的中央区域a之间，所述边缘区域b环绕在所述中央区域a的四周。

需要说明的是，防爆膜片100的第一膜层110与第二膜层120中的一者与所述防爆阀上环绕防爆孔210的表面贴合，以密封防爆孔210。例如，作为本发明的一种可选实施方式，如图3所示，所述防爆阀还具有背离所述壳体且环绕所述防爆孔210的膜片连接面α，所述第二膜层120的边缘区域b用于与所述膜片连接面α密封连接。

在本发明中，防爆膜片100用于封闭电池包中防爆阀的防爆孔210，即，起到现有技术中防爆膜的作用(在电池包壳体内部压力过大、温度过高时破裂以实现泄气、泄热)。同时，防爆膜片100包括第一膜层110、第二膜层120和封装在第一膜层110与第二膜层120之间的灭火剂130，从而在电池包壳体内部发生热失控、产生的高温气流使防爆膜片100破裂时，防爆膜片100内部封存的灭火剂130可释放到防爆孔210处，起到主动降温和隔绝壳体外部空气的作用，降低防爆阀喷火或着火的风险。

并且，本发明提供的防爆膜片100可直接用于替换现有防爆阀中的防爆膜，且在防爆阀中的防爆膜片(防爆膜)破损后，仅需将新的防爆膜片100固定在防爆阀的膜片连接面α上，使新的防爆膜片100将防爆阀的防爆孔210重新封闭，即可实现对防爆阀的维修和再利用，降低了电池包的维护成本。

作为本发明的一种可选实施方式，第一膜层110的边缘区域b与第二膜层120的边缘区域b之间可通过粘合的方式密封连接，如图1、图2所示，第一膜层110的边缘区域b与第二膜层120的边缘区域b相互粘结形成环形的封边。本发明实施例对该封边的宽度不作具体限定，例如，可选地，边缘区域b的宽度(即封边宽度)为2～10mm。

作为本发明的一种可选实施方式，第一膜层110和第二膜层120的厚度为0.05～0.1mm，防爆膜片100的整体厚度为0.15～0.4mm。

本发明实施例对第一膜层110和第二膜层120的材质不作具体限定，只要保证防爆膜片100能够良好地对防爆孔210进行密封，且能够在合适温度、压强下收缩变形或破裂即可。例如，作为本发明的一种可选实施方式，第一膜层110和第二膜层120可以为聚酯纤维(Polyester，PET)膜，也可以是其他类型的高分子膜材，如聚四氟乙烯(PTFE)薄膜等，该类薄膜常温下具有良好的机械稳定性和化学稳定性，且水和气无法通过，膜材长时间耐高温上限可达120～150℃，当温度过高时(即电池包的壳体内部产生高热气体时)开始收缩变形，从而发生破裂。

为进一步提高电池包的安全性，优选地，第二膜层120设计为随着电池包壳体内部压力、温度升高，先于第一膜层110收缩变形、破裂，从而在电池包发生热失控时将灭火剂130全部释放到电池包的壳体内部，具体地：

电池包发生热失控时，壳体内部的温度和压强存在由低至高逐渐变化的过程，在电池包发生热失控的最初阶段，电池包的壳体内部压力先达到第二膜层120的爆破压力时，使第二膜层120优先胀破，或者高温气流喷向防爆阀时，第二膜层120因高温优先收缩并破裂。在第二膜层120破损后，灭火剂130向内释放在防爆阀的防爆孔210区域，随后气体压力达到第一膜层110的爆破压力，使第一膜层110因为压力过大胀破或因高温收缩破裂，从而保证排气路径的通畅。灭火剂130释放后降低防爆阀周围的温度，同时膨胀分散并附着在防爆阀附近和包体内部的结构上，进而抑制防爆阀处以及电池包的壳体内部产生明火。

作为本发明的一种可选实施方式，第二膜层120的厚度小于第一膜层110，从而减弱第二膜层120的结构强度，实现上述第二膜层120强度小于第一膜层110的设计。

或者，也可以使第二膜层120的材质与第一膜层110相异，例如，第一膜层110采用聚四氟乙烯(PTFE)薄膜，第二膜层120采用强度稍低于聚四氟乙烯薄膜的聚酯纤维(PET)薄膜。

在本发明的其他实施方式中，还可以通过在第二膜层120上开孔或改变膜层表面形貌的方式，使第二膜层120上存在异于第一膜层110的薄弱结构，从而使第二膜层120先于第一膜层110收缩变形、破裂。

例如，作为本发明的一种可选实施方式，如图6至图8所示，所述第二膜层120在所述边缘区域b形成有多个第一通孔121，所述第一通孔121沿第二膜层120的厚度方向贯穿所述第二膜层120，且所述第一通孔121的边缘与所述边缘区域b的内侧边缘及外侧边缘之间的间隔距离均大于第一预设距离。即，第一通孔121的直径小于封边(边缘区域b)的宽度，且第一通孔121与封边的内外边缘均间隔一定距离，以确保防爆膜片100对防爆孔210的密封性能。

在本发明实施例中，第二膜层120在封边区域(边缘区域b)形成有多个第一通孔121，从而使第二膜层120在封边区域的强度低于结构更为完整的第一膜层110，进而使第二膜层120在电池包发生热失控时先于第一膜层110破裂，提高灭火剂130对电池包壳体内部的降温、灭火效果。

为提高第二膜层120上的应力沿周向的均匀性，优选地，如图6至图8所示，多个所述第一通孔121绕所述第二膜层120的中央区域周向均匀分布。

可选地，如图6至图8所示，第一通孔121的横截面形状为圆形，在本发明的其他实施方式中，第一通孔121的横截面形状也可以是椭圆形、方形、正多边形等其他形状。本发明实施例对第一通孔121的数量不作具体限定，例如，可选地，如图6所示，第二膜层120上形成有8个周向均匀分布的第一通孔121。

作为本发明的另一种实施方式，第二膜层120上的薄弱结构还可以形成第二膜层120的在中央区域a，具体地：

如图9至图13所示，所述第二膜层120在第二膜层120的中央区域a具有至少一个凹陷区c，所述第二膜层120在所述凹陷区c向所述第一膜层110方向凹陷。

在本发明实施例中，第二膜层120在中央区域a存在至少一个凹陷区c，从而使第二膜层120表面上的初始张力大于第一膜层110，进而在电池包发生热失控时，随着薄膜形变量的增大或温度的升高先于第一膜层110破裂，提高灭火剂130对电池包壳体内部的降温、灭火效果。

作为本发明的一种可选实施方式，如图9至图13所示，所述第二膜层120的所述凹陷区c关于所述防爆膜片100的中心旋转对称，即，凹陷区c沿周向均匀分布，从而提高第二膜层120上的应力沿周向的均匀性。

为进一步降低第二膜层120的强度，作为本发明的一种优选实施方式，如图9至图13所示，所述第二膜层120在所述凹陷区c与所述第一膜层110贴合，且所述第二膜层120的与所述第一膜层110贴合的部分形成有沿厚度方向贯穿所述第二膜层120的第二通孔122。

在本发明实施例中，第二膜层120在凹陷区c与第一膜层110贴合，且在凹陷区c形成有第二通孔122，从而进一步增大了第二膜层120的形变量，降低了第二膜层120的结构强度，进而降低了第二膜层120在高压下或与高温气体接触时的破裂难度，确保第二膜层120表面在电池包发生热失控时先于第一膜层110破裂。

作为本发明的一种可选实施方式，如图9、图10所示，所述第二膜层120具有多个所述凹陷区c，其中一个所述凹陷区c(第一凹陷区c1)位于所述第二膜层120的中央，其余所述凹陷区c(多个第二凹陷区c2)环绕位于所述第二膜层120中央的所述凹陷区c(所述第一凹陷区c1)周向分布。

可选地，如图9、图10所示，多个第二通孔122的形状均为圆形，且直径为2～10mm。

作为本发明的一种优选实施方式，凹陷区c沿所述防爆膜片厚度方向的投影图案关于防爆膜片100的中心为旋转对称图案，以保证第二膜层120的周向强度均匀性，提高第二膜层120破裂条件的稳定性。

例如，可选地，如图9、图10所示，多个第二凹陷区c2环绕位于所述第二膜层120中央的第一凹陷区c1周向均匀分布。

作为本发明的另一种实施方式，如图12、图13所示，凹陷区c沿所述防爆膜片厚度方向的投影图案为十字形，且该十字形的中心与第二膜层120的中心重合。在本发明的其他实施方式中，凹陷区c的投影图案还可以为米字形等放射状图案，或者，该放射状图案的各摆臂可以沿非直线方向延伸，例如，各摆臂均由第二膜层120的中心向边缘区域b沿螺旋方向弯曲延伸。

需要说明的是，上述实施例之间可自由组合，例如，第二膜层120可同时在中央区域a和边缘区域b具有薄弱结构。

本发明实施例对灭火剂130的材质不作具体限定，只要灭火剂130能够在释放后弥散在防爆孔210附近并实现降温和隔绝壳体外部空气的作用即可。例如，作为本发明的一种可选实施方式，灭火剂130可以为气溶胶型灭火剂，气溶胶型灭火剂能够在与高热气体接触后分解吸热降温，使附近气体温度降低至低于其着火点，且气溶胶气体释放后可在防爆孔210处构造厌氧环境克制明火，并且，气溶胶型灭火剂的颗粒能够附着在电池包壳体内部的可燃物表面，进一步抑制壳体内部起火。

在制作防爆膜片100时，可先粘合第一膜层110与第二膜层120，使第一膜层110与第二膜层120为成品状态，再向二者之间注入灭火剂130。

本发明实施例对防爆膜片100如何与膜片连接面α连接并封闭防爆孔210不作具体限定，例如，可选地，第一膜层110和第二膜层120的边缘区域b(即封边)可通过热熔焊焊接在膜片连接面α上。即，防爆阀为塑料材质，在安装防爆膜片100时，先将防爆膜片100放置在防爆孔210处，使第二膜层120的边缘区域b与膜片连接面α接触，再通过局部加热的方式使第一膜层110、第二膜层120和防爆阀的膜片连接面α熔融，使三者粘合固化形成一体，该连接方式工艺简单且能够保证防爆膜片100与膜片连接面α之间的粘连强度，进而保证防爆膜片100对防爆孔210的密封性能。

并且，在该连接方式中，可通过调节封边焊接参数(例如，热熔焊的时间、温度等)的方式，对第一膜层110和第二膜层120的爆破压力进行调节，例如，将第一膜层110和第二膜层120的爆破压力调节至5～30kPa。

在本发明的其他实施方式中，防爆膜片100可通过其他方式与膜片连接面α连接，在此情况下，为保证第一膜层110和第二膜层120爆破压力的可控性，作为本发明的一种优选实施方式，可通过预制的刚性机械结构与第一膜层110、第二膜层120固定连接，以保证第一膜层110和第二膜层120上的预应力，将第一膜层110和第二膜层120的爆破压力保持在5～30kPa。

例如，如图15、图16所示，第一膜层110的边缘区域b与第二膜层120的边缘区域b之间设置有环形固定件140，即，通过环形固定件140抻紧第一膜层110与第二膜层120的边缘，从而在安装前后爆破压力始终为5～30kPa。如图17、图18所示，在本发明的其他实施方式中，环形固定件140也可以固定设置在第一膜层110边缘区域b背离第二膜层120一侧的表面上。

作为本发明的另一种优选实施方式，如图23、图24所示，所述防爆膜片100还包括粘结环160，所述粘结环160固定设置在所述第二膜层120的边缘区域b，所述粘结环160用于将所述第二膜层120的边缘区域b粘结在所述膜片连接面α上。

可选地，粘结环160背离第二膜层120一侧的表面贴有形状对应的防尘膜，在本发明实施例中，防爆膜片100的封边下方设置有粘结环160，从而在将防爆膜片100安装至膜片连接面α上时，仅需揭下粘胶(粘结环160)上的防尘膜并将防爆膜片100按压在膜片连接面α上即可，极大地简化了防爆膜片100的安装工艺，同时粘结环160可起到良好的密封作用，保证防爆膜片100对防爆孔210的密封效果。

作为本发明的另一种优选实施方式，如图20、图21所示，所述防爆膜片100还包括固定环150，所述固定环150固定设置在所述第一膜层110的边缘区域b，所述固定环150用于固定设置在所述防爆阀上，以将所述第一膜层110的边缘区域b和所述第二膜层120的边缘区域b压紧在所述膜片连接面α上。

在本发明实施例中，防爆膜片100还包括固定环150，固定环150能够与防爆阀固定连接，以将封边压紧在膜片连接面α上，从而在取下破损的防爆膜片100时，仅需将固定环150由防爆阀上卸下，即可去除防爆膜片100的全部结构，不会在膜片连接面α上留下粘胶或残留的薄膜材料，保证膜片连接面α表面的洁净度。

为保证防爆膜片100对防爆孔210的密封效果，优选地，第二膜层120在边缘区域b的表面上或者防爆阀的膜片连接面α上还设置有环形密封圈。

可选地，固定环150通过紧固件与防爆阀的相应结构紧固连接，具体地，如图20、图21所示，固定环150包括连接环151和安装筒152，连接环151固定设置在第一膜层110在边缘区域b背离第二膜层120一侧的表面上(即起到环形固定件140抻紧第一膜层110与第二膜层120边缘的作用)，安装筒152的一侧边缘与连接环151的外侧边缘固定连接，安装筒152上形成有多个沿壁厚方向贯穿安装筒152的安装通孔。

防爆阀上形成有位置对应的多个固定孔，在安装防爆膜片100时，可通过依次穿过多个安装通孔和对应的固定孔的多个紧固件将固定环150紧固连接在防爆阀上。可选地，固定环150铆接在防爆阀的相应结构(防爆座200)上，该紧固件为铆钉。

作为本发明的第二个方面，提供一种防爆阀，所述防爆阀包括防爆座200和防爆膜片100，所述防爆座200用于设置在电池包的壳体上，且所述防爆座200的内腔与电池包的壳体内部连通，所述防爆座200的顶部具有防爆孔210，所述壳体的内部可通过所述防爆阀的所述防爆孔210与外部连通，所述防爆膜片100用于封闭所述防爆座的防爆孔210，其中，所述防爆膜片100为本发明实施例提供的防爆膜片100。

需要说明的是，防爆膜片100的第一膜层110与第二膜层120中的一者与所述防爆阀上环绕防爆孔210的表面贴合，以密封防爆孔210。例如，作为本发明的一种可选实施方式，如图3所示，所述防爆座200的顶部具有背离所述壳体且环绕所述防爆孔210的膜片连接面α，所述防爆膜片100的第二膜层120的边缘区域b与所述膜片连接面α密封连接。

在本发明提供的防爆阀中，防爆膜片100用于封闭电池包中防爆阀的防爆孔210，并在电池包壳体内部压力过大、温度过高时破裂以实现泄气、泄热，防爆膜片100包括第一膜层110、第二膜层120和封装在第一膜层110与第二膜层120之间的灭火剂130，从而在电池包壳体内部发生热失控、产生的高温气流使防爆膜片100破裂时，防爆膜片100内部封存的灭火剂130可释放到防爆孔210处，起到主动降温和隔绝壳体外部空气的作用，降低防爆阀喷火或着火的风险。

并且，在防爆阀中的防爆膜片100破损后，仅需将新的防爆膜片100固定在防爆座200的膜片连接面α上，使新的防爆膜片100将防爆孔210重新封闭，即可实现对防爆阀的维修和再利用，降低了电池包的维护成本。

为提高防爆膜片100位置的稳定性，优选地，如图3所示，防爆孔210形成为阶梯孔，防爆孔210的内壁上具有与膜片连接面α平行的膜片接触面β，膜片接触面β能够在防爆膜片100固定在膜片连接面α上后，与防爆膜片100中央区域a的边缘接触。

作为本发明的一种可选实施方式，如图3至图5所示，防爆座200的顶面上还形成有环绕防爆孔210的防护盖固定筒220，防护盖固定筒220上设置有防护盖230，防护盖230的侧面具有多个第一引流孔231，防护盖230用于改变由防爆孔210中排出的气流流向，以防止火星直喷。在防爆孔210中排出的气流流量过大时，防护盖230可以被烧熔或冲开，以增大排气通道，保证排气的顺畅性。可选地，防护盖固定筒220的侧壁上可以形成有多个第二引流孔232，其所用与第一引流孔231相同(允许气流通过)。

可选地，如图3至图5所示，防爆座200的顶面上还形成有透气孔和环绕透气孔设置的透气筒250，防爆座200的内腔中设置有透气盒240，透气盒240包括盒体241和底板242，透气盒240通过底板242上的镂空结构与电池包壳体的内部连通，并通过透气孔与透气筒250连通，透气筒250可通过透气盖板251上的缓释孔与外部大气连通，从而实现将电池包壳体的内部与外部大气间接连通，使壳体内外通过微小的气流保证压强一致。

优选地，如图3所示，所述第一膜层110和所述第二膜层120的边缘区域b通过热熔焊焊接在所述膜片连接面α上。即，防爆座200为塑料材质，在安装防爆膜片100时，先将防爆膜片100放置在防爆孔210处，使第二膜层120的边缘区域b与膜片连接面α接触，再通过局部加热的方式使第一膜层110、第二膜层120和防爆座200的膜片连接面α熔融，使三者粘合固化形成一体，该连接方式工艺简单且能够保证防爆膜片100与膜片连接面α之间的粘连强度，进而保证防爆膜片100对防爆孔210的密封性能。

并且，在该连接方式中，可通过调节封边焊接参数(如，热熔焊的时间、温度等)的方式，对第一膜层110和第二膜层120的爆破压力进行调节，例如，将第一膜层110和第二膜层120的爆破压力调节至5～30kPa。

作为本发明的另一种优选实施方式，如图23至图25所示，所述防爆膜片100还包括粘结环160，所述粘结环160固定设置在所述第二膜层120的边缘区域b，所述粘结环160用于将所述第二膜层120的边缘区域b粘结在所述膜片连接面α上。

在本发明实施例中，防爆膜片100的封边下方设置有粘结环160，从而在将防爆膜片100安装至膜片连接面α上时，仅需揭下粘胶(粘结环160)上的防尘膜并将防爆膜片100按压在膜片连接面α上即可，极大地简化了防爆膜片100的安装工艺，同时粘结环160可起到良好的密封作用，保证防爆膜片100对防爆孔210的密封效果。

作为本发明的另一种优选实施方式，如图20至图22所示，所述防爆膜片100还包括固定环150，所述固定环150固定设置在所述第一膜层110的边缘区域b，所述固定环150用于固定设置在所述防爆阀上，以将所述第一膜层110和所述第二膜层120的边缘区域b压紧在所述膜片连接面α上。

具体地，如图20至图22所示，固定环150包括连接环151和安装筒152，连接环151固定设置在第一膜层110在边缘区域b背离第二膜层120一侧的表面上，安装筒152的一侧边缘与连接环151的外侧边缘固定连接，安装筒152上形成有多个沿壁厚方向贯穿安装筒152的安装通孔。

防护盖固定筒220上形成有位置对应的多个固定孔，在安装防爆膜片100时，可通过依次穿过多个安装通孔和对应的固定孔的多个紧固件将固定环150紧固连接在防护盖固定筒220上。可选地，固定环150铆接在防护盖固定筒220上，该紧固件为铆钉。

作为本发明的第三个方面，提供一种电池包，所述电池包包括壳体、至少一个防爆阀和至少一个电池模组，所述电池模组设置在所述壳体的内部，所述防爆阀设置在所述壳体上，其中，所述防爆阀为本发明实施例提供的防爆阀。

在本发明提供的电池包中，防爆阀中的防爆膜片100用于封闭电池包中防爆阀的防爆孔210，并在电池包壳体内部压力过大、温度过高时破裂以实现泄气、泄热，防爆膜片100包括第一膜层110、第二膜层120和封装在第一膜层110与第二膜层120之间的灭火剂130，从而在电池包壳体内部发生热失控、产生的高温气流使防爆膜片100破裂时，防爆膜片100内部封存的灭火剂130可释放到防爆孔210处，起到主动降温和隔绝壳体外部空气的作用，降低防爆阀喷火或着火的风险。

并且，在防爆阀中的防爆膜片100破损后，仅需将新的防爆膜片100固定在防爆座200的膜片连接面α上，使新的防爆膜片100将防爆孔210重新封闭，即可实现对防爆阀的维修和再利用，降低了电池包的维护成本。

本发明实施例对防爆阀在电池包壳体上的位置及数量不作具体限定，例如，在电池包的壳体包括上盖和下箱体的情况下，可以在电池包的上盖上平均设置一个或多个防爆阀，或者，可以在电池包的下箱体包壁上设置一个或多个防爆阀，或者也可以在电池包上盖和下箱体包壁上同时设置一个或多个防爆阀，防爆阀的设置位置在电池包上的位置可根据实际情况进行调整。

例如，作为本发明的一种优选实施方式，如图26至图27所示，下箱体10的包壁周围设置有5个本发明实施例提供的防爆阀20，具体地，下箱体10的包壁尾部(即图26中的左端)对称设置有两个防爆阀20，头部(即图26中的右端)中心位置设置一个防爆阀20，两侧壁中间位置各设置一个防爆阀(图中视角下被遮挡未示出)。

可选地，防爆阀20与上盖或下箱体10的侧壁之间可通过螺栓固定的方式连接，且防爆阀20与壳体之间的接触面优选采用密封垫圈保证连接密封性。

优选地，电池包的温度控制系统报警温度为60℃左右，且最高温度不会超过80℃，低于防爆膜片100的耐温上限范围120～150℃，以避免防爆膜片100因为车辆整包温度达到温度系统报警温度而误触发。电池包中的电芯热失控后壳体内部高温气流温度可以达到600℃～1400℃，高温气流到达防爆膜片100处的温度最低也能达到200℃且伴随着较大压力，因此高温高压气流足够破坏防爆阀20的防爆膜片100。

作为本发明的第四个方面，提供一种无模组电池包(即，将电芯直接集成到电池包中(Cell To Pack)，以提高电池包的能量密度)，所述无模组电池包包括壳体、至少一个防爆阀和至少一个电芯，所述电芯设置在所述壳体的内部，所述防爆阀设置在所述壳体上，且所述防爆阀为本发明实施例提供的防爆阀。

在本发明提供的无模组电池包中，防爆阀中的防爆膜片100用于封闭无模组电池包中防爆阀的防爆孔210，并在无模组电池包壳体内部压力过大、温度过高时破裂以实现泄气、泄热，防爆膜片100包括第一膜层110、第二膜层120和封装在第一膜层110与第二膜层120之间的灭火剂130，从而在无模组电池包壳体内部发生热失控、产生的高温气流使防爆膜片100破裂时，防爆膜片100内部封存的灭火剂130可释放到防爆孔210处，起到主动降温和隔绝壳体外部空气的作用，降低防爆阀喷火或着火的风险。

并且，在防爆阀中的防爆膜片100破损后，仅需将新的防爆膜片100固定在防爆座200的膜片连接面α上，使新的防爆膜片100将防爆孔210重新封闭，即可实现对防爆阀的维修和再利用，降低了无模组电池包的维护成本。

本发明实施例对防爆阀在无模组电池包壳体上的位置及数量不作具体限定，例如，在无模组电池包的壳体包括上盖和下箱体的情况下，可以在无模组电池包的上盖上平均设置一个或多个防爆阀，或者，可以在无模组电池包的下箱体包壁上设置一个或多个防爆阀，或者也可以在无模组电池包上盖和下箱体包壁上同时设置一个或多个防爆阀，防爆阀的设置位置在无模组电池包上的位置可根据实际情况进行调整。

例如，作为本发明的一种优选实施方式，如图26至图27所示，下箱体10的包壁周围设置有5个本发明实施例提供的防爆阀20，具体地，下箱体10的包壁尾部(即图26中的左端)对称设置有两个防爆阀20，头部(即图26中的右端)中心位置设置一个防爆阀20，两侧壁中间位置各设置一个防爆阀(图中视角下被遮挡未示出)。

可选地，防爆阀20与上盖或下箱体10的侧壁之间可通过螺栓固定的方式连接，且防爆阀20与壳体之间的接触面优选采用密封垫圈保证连接密封性。

优选地，无模组电池包的温度控制系统报警温度为60℃左右，且最高温度不会超过80℃，低于防爆膜片100的耐温上限范围120～150℃，以避免防爆膜片100因为车辆整包温度达到温度系统报警温度而误触发。无模组电池包中的电芯热失控后壳体内部高温气流温度可以达到600℃～1400℃，高温气流到达防爆膜片100处的温度最低也能达到200℃且伴随着较大压力，因此高温高压气流足够破坏防爆阀20的防爆膜片100。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种用于电池包的防爆阀的防爆膜片，所述防爆阀具有防爆孔，且设置在电池包的壳体上，所述壳体的内部可通过所述防爆阀的所述防爆孔与外部连通，所述防爆膜片用于封闭所述防爆孔，其特征在于，所述防爆膜片包括灭火剂和层叠设置的第一膜层与第二膜层，所述第一膜层的边缘区域与所述第二膜层的边缘区域密封连接，以将所述灭火剂封存在所述第一膜层的中央区域与所述第二膜层的中央区域之间，所述边缘区域环绕在所述中央区域的四周。

2.根据权利要求1所述的防爆膜片，其特征在于，所述第二膜层在所述边缘区域形成有多个第一通孔，所述第一通孔沿所述第二膜层的厚度方向贯穿所述第二膜层，且所述第一通孔的边缘与所述边缘区域的内侧边缘及外侧边缘之间的间隔距离均大于第一预设距离。

3.根据权利要求2所述的防爆膜片，其特征在于，多个所述第一通孔绕所述第二膜层的中央区域周向均匀分布。

4.根据权利要求1所述的防爆膜片，其特征在于，所述第二膜层在所述第二膜层的中央区域具有至少一个凹陷区，所述第二膜层在所述凹陷区向所述第一膜层方向凹陷。

5.根据权利要求4所述的防爆膜片，其特征在于，所述第二膜层的所述凹陷区关于所述防爆膜片的中心旋转对称。

6.根据权利要求4所述的防爆膜片，其特征在于，所述第二膜层在所述凹陷区与所述第一膜层贴合，且所述第二膜层与所述第一膜层贴合的部分形成有沿所述第二膜层的厚度方向贯穿所述第二膜层的第二通孔。

7.根据权利要求6所述的防爆膜片，其特征在于，所述第二膜层具有多个所述凹陷区，其中一个所述凹陷区位于所述第二膜层的中央，其余所述凹陷区环绕位于所述第二膜层中央的所述凹陷区周向分布。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的防爆膜片，其特征在于，所述防爆膜片还包括固定环，所述固定环固定设置在所述第一膜层的边缘区域，所述固定环用于固定设置在所述防爆阀上，以将所述第一膜层的边缘区域和所述第二膜层的边缘区域压紧在所述膜片连接面上。

9.根据权利要求1至7中任意一项所述的防爆膜片，其特征在于，所述防爆膜片还包括环形固定件，所述环形固定件设置在所述第一膜层的边缘区域与所述第二膜层的边缘区域之间。

10.根据权利要求1至7中任意一项所述的防爆膜片，其特征在于，所述防爆膜片还包括环形固定件，所述环形固定件设置在所述第一膜层的边缘区域背离所述第二膜层一侧的表面上。

11.根据权利要求1至7中任意一项所述的防爆膜片，其特征在于，所述防爆膜片还包括粘结环，所述粘结环固定设置在所述第二膜层的边缘区域，所述粘结环用于将所述第二膜层的边缘区域粘结在所述膜片连接面上。

12.一种防爆阀，所述防爆阀包括防爆座和防爆膜片，所述防爆座用于设置在电池包的壳体上，且所述防爆座的内腔与所述电池包的壳体内部连通，所述防爆座的顶部具有防爆孔，所述壳体的内部可通过所述防爆阀的所述防爆孔与外部连通，所述防爆膜片用于封闭所述防爆座的防爆孔，其特征在于，所述防爆膜片为权利要求1至11中任意一项所述的防爆膜片。

13.根据权利要求12所述的防爆阀，其特征在于，所述防爆座的顶部具有环绕所述防爆孔的膜片连接面，所述防爆膜片的第二膜层的边缘区域与所述膜片连接面密封连接，所述第一膜层和所述第二膜层的边缘区域通过热熔焊焊接在所述膜片连接面上。

14.一种电池包，所述电池包包括壳体、至少一个防爆阀和至少一个电池模组，所述电池模组设置在所述壳体的内部，所述防爆阀设置在所述壳体上，其特征在于，所述防爆阀为权利要求12或13所述的防爆阀。

15.一种无模组电池包，所述无模组电池包包括壳体、至少一个防爆阀和至少一个电芯，所述电芯设置在所述壳体的内部，所述防爆阀设置在所述壳体上，其特征在于，所述防爆阀为权利要求12或13所述的防爆阀。

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