CN114503343A - 用于气溶胶产生装置的能量存储组件装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于气溶胶产生装置的能量存储组件装置，该能量存储组件装置包括：壳体，其旨在用于容纳电池；排气部件，其被构造成在壳体中达到预定压力时从壳体内排出加压气体；由此该壳体具有长形形状；并且该壳体在壳体的圆周上、在内部没有被电池填充的第一末端处包括被盲化构件盲化的第一多个孔，该第一多个孔和盲化构件各自为排气部件的一部分。

Description

用于气溶胶产生装置的能量存储组件装置
技术领域
本发明属于气溶胶产生装置领域，更具体地属于在气溶胶产生装置中使用电池的安全方面。
背景技术
现有技术参考US 2017/0170439 A1总体上涉及一种能量存储装置。更具体地，它涉及一种构造有以下各者的能量存储装置组件：壳体或容器；电流中断装置，其构造有壳体以将能量存储组件电断开而免于使连通电流通过其部件；以及排气部件/装置，其被构造成排出加压气体。排气区域基板被构造成附接至壳体(例如，盖和/或主体)，并且排气口被构造成以预定方式打开，使得基板沿着跨越/围绕基板的至少一部分的预定路径撕裂/分离。在本文献的披露内容中，排气口包括排气面板(例如，与主体和/或盖子相比厚度减小的区域)，使得排气区域/排气面板被构造成在厚度减小的位置处撕裂/破裂。
然而，由于在气溶胶产生装置的主体中可用的相对较小空间以及与气溶胶产生装置的外观相关的特定方面，气溶胶产生装置固有地给排气孔的设计带来了挑战。
此外，气溶胶产生装置及其能量存储组件的设计应使伤害用户的任何风险最小化。
本发明目的是克服上文提到的排气孔设计的挑战。
发明内容
本发明提供一种用于气溶胶产生装置的能量存储组件装置，该能量存储组件装置包括：壳体，其旨在用于容纳电池；排气部件，其被构造成在壳体中达到预定压力时从壳体内排出加压气体；由此壳体具有长形形状；并且壳体在壳体的圆周上、在内部没有被电池填充的第一末端处包括被盲化构件盲化的第一多个孔，该第一多个孔和盲化构件各自为排气部件的一部分。
在优选实施例中，盲化构件朝向该第一多个孔具有第一视觉方面，该第一视觉方面以任何盲化构件更改都容易在视觉上被预期用户检测到的方式而不同于壳体的如从外部可见的第二视觉方面并与其形成对比。
在进一步的优选实施例中，该第一多个孔中的每个孔具有椭圆形形状，该椭圆形形状根据长形形状的纵向方向定向。
在进一步的优选实施例中，壳体在壳体的圆周上、在与内部没有被电池填充的第一末端相反的第二末端处包括被第二盲化构件盲化的第二多个孔，该第二多个孔和第二盲化构件各自为排气部件的一部分。
在进一步的优选实施例中，盲化构件从壳体的内部盲化该多个孔。
在进一步的优选实施例中，盲化构件包括套筒，该套筒被构造成在壳体内部出现预定压力的情况下变形，以打开该多个孔。
在进一步的优选实施例中，盲化构件被构造成在壳体内部出现预定压力的情况下被推离该多个孔，以打开该多个孔的至少一部分。
在进一步的优选实施例中，盲化构件包括被构造成承载印刷电路板组件的承载件，该印刷电路板组件通过可断裂的电连接件连接到电池。
在进一步的优选实施例中，壳体的内部包括被构造成将盲化构件固定到壳体的内部的多个固定点。
在进一步的优选实施例中，盲化构件从壳体的外部盲化该多个孔。
在进一步的优选实施例中，盲化构件包括来自列表的材料，该列表包括带防水涂层的材料片材，诸如硅橡胶或铝。
在进一步的优选实施例中，盲化构件由与壳体的壁相同的材料制成；进一步地，对应于盲化该第一多个孔的盲化构件的壳体壁部分的第一壁厚小于壳体的第二正常壁厚，以便在该第一多个孔的位置处实现优选破裂点。
在进一步的优选实施例中，能量存储组件进一步包括容纳在壳体中的电池，该电池包括被构造成从电池内部排出加压气体的排气孔口。
附图说明
通过对优选实施例的详细描述并参考附图，将更好地理解本发明，其中
图1以剖视图示意性地展示了根据本发明的用于气溶胶产生装置的能量存储组件装置的示例实施例；
图2示意性地展示了在预期电池已排气之后如图1中所示的能量存储组件装置的示例实施例；
图3以剖视图示意性地展示了根据本发明的用于气溶胶产生装置的能量存储组件装置的示例实施例；
图4示意性地展示了在预期电池已排气之后与图3中相同的示例实施例；
图5以剖视图示意性地展示了用于气溶胶产生装置的能量存储组件装置的示例实施例，该示例实施例类似于图1的示例实施例；
图6示意性地展示了在预期电池已排气之后如图5中所示的能量存储组件装置的示例实施例；
图7和图8展示了根据本发明的分别在正常使用情况和电池排气情况下用于气溶胶产生装置的能量存储组件装置的示例实施例的示意性剖视图；
图9和图10展示了根据本发明的能量存储组件装置的示例实施例的示意图和外部视图；
图11和图12展示了根据本发明的分别在正常使用情况和电池排气情况下用于气溶胶产生装置的能量存储组件装置的示例实施例的示意性剖视图；
图13展示了用于气溶胶产生装置的能量存储组件装置的示例实施例的示意性剖视图，该示例实施例类似于图11中所示的示例实施例；
图14以“铺开”表示展示了根据本发明的在壳体中的第一多个孔和第二多个孔的示例；
图15以“铺开”表示展示了根据本发明的在壳体中的该第一多个孔和该第二多个孔的进一步示例；
图16展示了根据本发明的示例，其中与壳体的正常壁厚相比，该第一多个孔中的每一个之间的壳体壁厚减小；以及
图17示意性地展示了来自图16的壳体沿着由箭头C指示的平面的截面。
在以下描述中，相同的附图标记将用于表示相同或相似的特征。
具体实施方式
如果电池单元在能量存储装置内部被损坏，则它可能通过排气过程(也称为热失控)产生气体，这些气体可能增加能量存储装置内部的压力并产生过热。如果在气溶胶产生装置的内部使用能量存储装置，则应不惜一切代价避免伤害预期用户。为了避免这种情况，将气体释放到电池和能量存储装置的外部很重要。释放气体的一种明显方式是在能量存储装置中提供一个或多个排气孔，从而允许气体流到外部。然而，这种排气孔带来了安全风险，因为它们可以允许水或液体(例如，电子烟液)进入能量存储装置并潜在地引起安全问题(诸如，短路)。此外，一个或多个排气孔可能不为预期用户提供检测到电池单元已排气的任何指示，除非电池单元在排气之后变得完全无法操作。这种指示可以让用户了解电池的健康状态，使得可以通知用户更换电池或停止使用装置，从而避免危险的使用情况。
本发明提供了一种用于在能量存储装置中实施排气孔的解决方案，其中这些排气孔在正常操作期间被盲化构件盲化。在排气的情况下，排气孔由于气体压力而被打开，因为盲化构件受到压力的压制。预期用户可以观察到打开的孔，从而提供电池单元已排气并且必须丢弃装置的信息。
盲化构件可以包括一种材料，诸如例如带防水涂层的材料片材、硅橡胶、铝，因此在正常操作期间实现防水密封。
参考图1，这以剖视图示意性地展示了用于气溶胶产生装置的能量存储组件装置1的示例实施例(气溶胶产生装置在图1中未示出)。能量存储组件装置1包括旨在用于容纳预期电池3的壳体2，为了更好地理解，在图1中展示了电池，但它不必为本发明的一部分。排气部件4、5被构造成在壳体2中达到预定压力时从壳体2内排出加压气体(气体在图1中未展示)。图1进一步展示了电触点6，这些电触点可以被构造成接触预期电池3。这种电触点6可以被认为是任何能量存储组件装置的标准装备。壳体2具有长形形状，在图1的示例中，当在所展示的剖面中看时，该长形形状在某种程度上是矩形。能量存储装置组件是3维装置，其可以例如是中空矩形杆或圆柱体。
壳体2在壳体的圆周上、在内部没有被电池3填充的第一末端A处包括被盲化构件4盲化的多个孔5，该多个孔5和盲化构件4均为排气部件的一部分。
本文中，末端是指旨在布置有电池3的位置与壳体的端部之间的区域。相应地，末端A不限于壳体的朝向端部A的最远部分，而是还包括如图1中所示的中间区域。此外，可以用一个单一孔5代替该多个孔5。
盲化构件4至少朝向该多个孔5具有第一视觉方面，该第一视觉方面以任何盲化构件更改都容易在视觉上被预期用户检测到的方式而不同于壳体2的如从外部可见的第二视觉方面并与其形成对比(视觉方面和预期用户在图1中未展示)。视觉方面可以是人眼可感知的效果，诸如例如光被反射的角度、表面图案、颜色。在本示例中，盲化构件4在壳体2内部并由相对较软的材料制成，其原因在讨论图2时将变得显而易见。
参考图2，这示意性地展示了在电池3已排气之后如图1中所示的能量存储组件装置1的示例实施例。排气引起朝向第一末端A施加压力(如由粗箭头20所展示的)的加压气体的产生，并且如果在壳体2内部出现预定压力并且超出，则将盲化构件4推向第一末端A，由此使盲化构件4变形，这由于制造盲化构件的柔软材料所致而是相对容易的。排气孔5被打开，从而允许排气21通过它们逸出。换言之，盲化构件4被构造成在壳体2内部出现预定压力的情况下被推离该多个孔5，以打开该多个孔5的至少一部分。
在优选实施例中，第一视觉方面和第二视觉方面分别是第一颜色和第二颜色。
在进一步的优选实施例中，盲化构件4可以是套筒。
参考图3，这以剖视图示意性地展示了能量存储组件装置的进一步的示例实施例。与图3中所展示的示例相比，一个不同之处是：除了该多个孔5之外，排气部件5、31进一步包括承载或保持PCBA32(印刷电路板组件)的承载件31。PCBA32可以例如被构造成执行对气溶胶产生装置的控制(气溶胶产生装置的其他部件在图3中未示出)。类似于从图1已知的盲化构件4，承载件31被构造成在能量存储组件的正常操作期间盲化该多个孔5。PCBA32借助于可断裂的电连接件33连接到电触点6。
类似于盲化构件4，承载件31至少朝向该多个孔5具有第一视觉方面，该第一视觉方面以任何承载件更改都容易在视觉上被预期用户检测到的方式而不同于壳体2的如从外部可见的第二视觉方面并与其形成对比(视觉方面和预期用户在图3中未展示)。视觉方面可以是人眼可感知的效果，诸如例如光被反射的角度、表面图案、颜色。
承载件31可以例如是塑料框架。
参考图4，这示意性地展示了在电池3已排气之后如图3中所示的能量存储组件的示例实施例。排气引起朝向第一末端A施加压力(如由粗箭头20所展示的)的加压气体的产生，并且如果在壳体2内部出现预定压力并且超出，则将承载件31推向第一末端A，由此将可断裂的电连接件33断开。排气孔5被打开，从而允许排气21通过它们逸出。换言之，承载件31被构造成在壳体2内部出现预定压力的情况下被推离该多个孔5，以打开该多个孔5的至少一部分。同时，PCBA32断开，因为可断裂的电连接33断裂，这具有将PCBA32与电池断开的效果，且因此气溶胶产生装置无法操作，从而防止操作能量存储组件的任何潜在不利影响，并且还在电池已排气且继续工作不健康时防止危险的使用情况。
替代地，承载件31不一定包含或保持PCBA，并且仅执行其功能而不承载任何PCBA。在该实施例中，也不存在可断裂的电连接件。
参考图5，这以剖视图示意性地展示了用于气溶胶产生装置的能量存储组件装置1的示例实施例，该示例实施例类似于图1的示例实施例。再次，为了更好地理解，在图5中展示了预期电池3，但它不必为本发明的一部分。另外，壳体2的内部包括用于将盲化构件4固定到壳体2的内部的多个固定点30。
参考图6，这示意性地展示了在电池3已排气之后如图5中所示的能量存储组件装置1的示例实施例。图6清楚地示出了固定点30是如何有助于在盲化构件4在加压气体的作用下变形时保持该盲化构件的。
参考图7和图8，这些展示了分别在正常使用情况和电池排气情况下用于气溶胶产生装置的能量存储组件装置的示例实施例的示意性剖视图。不同于图1和图2，盲化构件70从密封壳体2的外部覆盖该第一多个孔5。在图10中的电池排气的情况下，加压气体推动盲化构件70并打开该第一多个孔5中的至少一些，以便从壳体2的内部逸出。
参考图9和图10，这些展示了能量存储组件装置50的示例实施例的示意图和外部视图，其中壳体2在壳体2的圆周上、在与内部没有被电池(电池在图9和图10中未展示)填充的第一末端A相反的第二末端B处包括被第二盲化构件52从内部盲化的第二多个孔51，该第二多个孔51和第二套筒52两者都为排气部件的一部分。
本文中，末端是指旨在布置有电池3的位置与壳体的端部之间的区域。相应地，末端B不限于壳体的朝向端部B的最远部分，而是还包括如图9中所示的中间区域。此外，可以用一个单一孔51代替该多个孔51。
图9和图10进一步展示了该第一多个孔5，在图9中，该第一多个孔被盲化构件4从内部覆盖，但是在图10中，由于电池(电池在图9和图10中未示出)的排气所致，该第一多个孔5中只有一部分仍然被盲化构件4从内部覆盖，而该第一多个孔5中的一个孔53不再被覆盖而是打开，以让气体通过它逸出。这一个孔53可由预期用户清楚地识别，并且指示电池已排气且应丢弃装置。
该第一多个孔5或该第二多个孔51中的每一个可以具有适合于在电池排气的情况下要排出的气体量的形状，包括圆形形状、椭圆形形状、矩形形状、多边形形状等(这些形状中的一些在图9和图10中未展示)。
在优选实施例中，该第一多个孔5中的每个孔具有椭圆形形状，该椭圆形形状根据长形形状的纵向方向定向。这是如图9和图10中展示的情况。
能量存储组件装置以如下的方式被组装到气溶胶产生装置中：第一末端A对应于或靠近气溶胶产生装置的非吸入端部，该非吸入端部是与气溶胶产生装置的吸入侧相反的端部。这是因为，加压气体温度高且对用户很危险，并且远离吸入侧排出更安全。
参考图11和图12，这些展示了分别在正常使用情况和电池排气情况下用于气溶胶产生装置的能量存储组件装置的示意性剖视图。图11和图12示出了已经在图9和图10中展示的该第一多个孔5和该第二多个孔51的用例场景，借此在图11和图12中并未展示盲化构件，这已经根据先前示例解释过，其中盲化构件要么从内部覆盖孔，要么从外部覆盖孔。可以在将孔布置于两个末端上的本结构中实施任何先前描述的特殊性。
在电池3发生热失控/功能障碍期间，功能障碍可能是鼓起，例如在图11和图12中指示的位置90处，借此电池3的鼓起仅可以在图12中看到，由此填充电池3与壳体2之间的可能的间隙，并且在壳体2的区域中潜在地阻塞气体而没有任何可能的释放。具有位于壳体2的两个末端处的孔(例如体现为该第一多个孔5和该第二多个孔51)允许气体在任何情况下都能撤离并且避免气体阻塞。
参考图13，这展示了用于气溶胶产生装置的能量存储组件装置的示例实施例的示意性剖视图，该示例实施例类似于图11中所示的示例实施例。应提醒的是，在电池3发生热失控/功能障碍的情况下，并且即使壳体2中存在该第一多个孔5和该第二多个孔51，也可能发生所产生的一定体积的气体不能足够快地从壳体2释放，因此使电池3和/或壳体2超压，这进而可能引起电池和壳体两者中的任何一个以不可预测的方式断裂。因此，尤其是当在气溶胶产生装置中使用能量存储组件装置时，借助于机械加工工艺在壳体2中产生预定义的破裂方案(即，薄弱点)(优选地，在预期用户的脸的对面)很重要。
可以实现许多不同的破裂方案，这些破裂方案不仅涉及孔的尺寸、形状和分布，而且涉及盲化构件的类型和(多个)壁的厚度。
图14以“铺开”表示展示了在壳体2中的该第一多个孔5和该第二多个孔51的示例。该第二多个孔51中的孔具有小于该第一多个孔5中的孔的直径，而该第二多个孔51和该第一多个孔5的计数相同。因此，由该第一多个孔5呈现的(盲化构件(在图14中未表示)的)第一表面大于由该第二多个孔51呈现的第二表面，从而使得在出现压力积聚的情况下气体将更有可能通过该第一多个孔5以更大的流量逸出，并且进一步使得该侧位于气溶胶产生装置中的远离预期用户的面部处(气溶胶产生装置和预期用户的面部在图14中未展示)。这是因为，加压气体温度高且对用户很危险，并且远离吸入侧排出更安全。而且，并且重要的是，与围绕该第二多个孔51相比，围绕该第一多个孔5剩余的壳体2材料更少，使得在壳体2内部出现极端压力积聚的情况下壳体2将更有可能在该第一多个孔5的区域中破裂。
该第一多个孔5可以被限制于确定区段141，并且该第一多个孔5覆盖第一孔的对应于例如确定区段141的50％的表面。该百分比可以变换为更大或更小，具体取决于气溶胶产生装置的设计。
该第二多个孔51可以被限制于第二确定区段142，并且该第二多个孔51覆盖第二孔的对应于例如第二确定区段142的25％的表面。该百分比可以变换为更大或更小，具体取决于气溶胶产生装置的设计。
图15以“铺开”表示展示了在壳体2中的该第一多个孔5和该第二多个孔51的进一步示例。该第二多个孔51中的孔具有与该第一多个孔5中的孔类似的直径，并且它们的数量相同。因此，由该第一多个孔5表示的(盲化构件(在图15中未表示)的)第一表面与由该第二多个孔51呈现的第二表面基本上相同，从而使得在出现压力积聚的情况下气体将很可能通过该第一多个孔5以与该第二多个孔51类似的流量逸出。然而，如图16中所展示的，有可能将该第一多个孔5中的每一个设计成被壁140盲化，例如使得壁140的壁厚小于壳体2的正常壁厚，从而使得在出现极端压力积聚的情况下在壁较薄的部分处壁更有可能破裂。图17示意性地展示了壳体2沿着由图16中的箭头C指示的平面的横截面，该横截面示出了壁140的厚度w小于壳体2的正常壁厚h的程度。当设计气溶胶产生装置时，壳体2的由较薄的壁连接的孔所在的一侧应远离预期用户的面部定向，以便减少受伤的风险。

Claims (13)

1.一种用于气溶胶产生装置的能量存储组件装置，该能量存储组件装置包括：
壳体，其旨在用于容纳电池；
排气部件，其被构造成在该壳体中达到预定压力时从该壳体内排出加压气体；
由此该壳体具有长形形状；并且
该壳体在该壳体的圆周上、在内部没有被该电池填充的第一末端处包括被盲化构件盲化的第一多个孔，该第一多个孔和该盲化构件各自为该排气部件的一部分。
2.根据权利要求1所述的能量存储组件装置，其中，
该盲化构件朝向该第一多个孔具有第一视觉方面，该第一视觉方面以任何盲化构件更改都容易在视觉上被预期用户检测到的方式而不同于该壳体的如从外部可见的第二视觉方面并与其形成对比。
3.根据权利要求2所述的能量存储组件，
其中，该第一多个孔中的每个孔具有椭圆形形状，该椭圆形形状根据该长形形状的纵向方向定向。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的能量存储组件，
其中，该壳体在该壳体的圆周上、在与内部没有被该电池填充的第一末端相反的第二末端处包括被第二盲化构件盲化的第二多个孔，该第二多个孔和该第二盲化构件各自为该排气部件的一部分。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的能量存储组件，
其中，该盲化构件从该壳体的内部盲化该多个孔。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的能量存储组件，
其中，该盲化构件包括套筒，该套筒被构造成在该壳体内部出现该预定压力的情况下变形以打开该多个孔。
7.根据权利要求6所述的能量存储组件，
其中，该盲化构件被构造成在该壳体内部出现该预定压力的情况下被推离该多个孔，以打开该多个孔的至少一部分。
8.根据权利要求7所述的能量存储组件，
其中，该盲化构件包括被构造成承载印刷电路板组件的承载件，该印刷电路板组件通过可断裂的电连接件连接到该电池。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的能量存储组件，
其中，该壳体的内部包括被构造成将该盲化构件固定到该壳体的内部的多个固定点。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的能量存储组件，
其中，该盲化构件从该壳体的外部盲化该多个孔。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的能量存储组件，
其中，该盲化构件包括来自列表的材料，该列表包括带防水涂层的材料片材，诸如硅橡胶或铝。
12.根据权利要求1所述的能量存储组件，
其中，该盲化构件由与该壳体的壁相同的材料制成；
进一步地其中，对应于盲化该第一多个孔的盲化构件的壳体壁部分的第一壁厚小于该壳体的第二正常壁厚，以便在该第一多个孔的位置处实现优选破裂点。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的能量存储组件，进一步包括容纳在该壳体中的电池，该电池包括被构造成从该电池内部排出加压气体的排气孔口。
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