CN114744361A - 顶针式防爆阀及具有其的电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种顶针式防爆阀及具有其的电池包，包括阀盖、隔套、以及阀体，隔套通过阀体与壳体形成为过盈连接；阀盖具有与外界连通的通道，阀体的下部的周向开设有透气孔；阀体的上端具有与透气孔连通的防水透气膜；阀盖具有朝向防水透气膜延伸的顶针，阀体能够沿隔套的轴向移动以通过所述顶针刺破所述防水透气膜。本发明的顶针式防爆阀的透气孔开设于阀体的侧面，能够保证在压力作用下阀体的正常移动以驱使顶针破坏防水透气膜，提高可靠性。

Description

顶针式防爆阀及具有其的电池包
技术领域
本发明涉及汽车动力电池技术领域，尤其涉及一种顶针式防爆阀及具有其的电池包。
背景技术
汽车动力电池系统是一个高能量的锂电池存储载体，通过电能和化学能的相互转化来实现能量的存储和释放。锂作为活泼金属参与化学反应，极易发生化学能的非正常释放，导致动力电池系统产生燃烧、爆炸等热失控现象，造成财产损失和环境破坏，更为严重的情况是造成人身伤害。为预防热失控事故的发生，避免电池包内外压力的失衡，通常在电池壳体上设有防爆阀。
对于顶针式防爆阀，在正常工作状态下，电池包箱体内外气体通过防爆阀阀体内置的防水透气膜自由流通，气体从压力高的一方流向压力低的一方，即当电池包箱体内部气体压强大于环境气压时，气体向外排放，当箱体内部气压小于环境气压时，外部气体进入电池包箱体，从而实现内外气压的平衡，此状态下防爆阀起到透气阀的作用。当电池包内部的压强远大于环境压强或者内部气体压强达到防爆阀所设定的爆破值时，透气膜会在电池包内部气体压力的作用下往外拱起，膜材碰到顶针后，顶针会刺破透气膜，从而使得电池包内部与外界直通，实现气体往外排放快速泄压的效果。
现有技术中，透气膜材的质量参差不齐，优劣不好鉴定，会导致一些透气膜到达预设压力时，透气膜不能拱起到可供顶针刺破的高度，从而起不到防爆功能。
因此，基于上述技术问题，本领域的技术人员亟需研发一种新型顶针式防爆阀及具有其的电池包。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够确保顶针刺破透气膜以达到防爆效果、可靠性高、结构新颖的顶针式防爆阀及具有其的电池包。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明的顶针式防爆阀，该防爆阀集成于壳体上，所述壳体具有用以安装所述防爆阀的安装孔，所述防爆阀包括：
阀盖；
嵌入所述安装孔内的隔套；以及
安装于所述隔套内的阀体，所述隔套通过所述阀体与所述壳体形成为过盈连接；
所述阀盖具有与外界连通的通道；
所述阀体的下部的周向开设有透气孔；
所述阀体的上端具有与所述透气孔连通的防水透气膜；
所述阀盖具有朝向所述防水透气膜延伸的顶针；
所述阀体能够沿所述隔套的轴向移动以通过所述顶针刺破所述防水透气膜。
进一步的，所述阀体包括：
阀体主体部，所述阀体主体部穿设于所述隔套内；以及
形成于所述阀体主体部上端的阀体法兰部；
所述阀体主体部和所述阀体法兰部内部中空地形成为阀体腔体；
所述阀体腔体的上端具有所述防水透气膜，所述阀体腔体的下端封闭。
进一步的，所述隔套包括：
隔套主体部，所述隔套主体部嵌入所述安装孔内；以及
形成于所述隔套主体部的上端、并沿所述隔套主体部的周向向外凸出的隔套法兰部；
所述阀体主体部穿设于所述隔套内；
所述隔套法兰部搭接于所述壳体的上表面；
所述隔套法兰部延伸至所述安装孔下方的部分、且靠近所述壳体一侧向外凸出地形成为下凸部；
所述隔套通过所述隔套法兰部和所述下凸部与所述壳体连接。
进一步的，所述阀体沿所述隔套的轴向移动至第一位置或第二位置；
所述阀体位于第一位置时，所述阀体法兰部抵接所述隔套法兰部的上表面，且所述顶针位于所述防水透气膜的上方；
所述阀体位于第二位置时，所述阀体法兰部驱使所述防水透气膜靠近所述阀盖的内壁，且所述顶针刺破所述防水透气膜并部分延伸至所述防水透气膜的下方。
进一步的，所述隔套为弹性部件；
所述阀体和阀盖的材质均为塑料或金属。
进一步的，所述隔套主体部与所述壳体配合的部分的外径不大于所述安装孔的内径；
所述阀体主体部的外径大于所述隔套主体部的内径；
所述阀体通过挤压所述隔套以与所述壳体形成为过盈连接。
进一步的，所述阀盖包括：
阀盖本体；
沿所述阀盖本体的外周间隔布置、并朝向所述壳体凸出的凸部；
相邻所述凸部之间空间为所述通道；
所述阀盖本体与所述阀体法兰部之间的空间为活动腔，所述阀体通过所述活动腔以实现第一位置和第二位置之间的移动。
进一步的，所述凸部开设有固定孔；
所述壳体与所述固定孔位置配合处安装有密封螺母柱；
所述密封螺母柱具有螺纹孔，所述凸部与所述壳体通过紧固螺钉装配固定。
本发明公开了一种电池包，所述电池包具有壳体，所述电池包的壳体上集成有如上所述的顶针式防爆阀。
在上述技术方案中，本发明提供的一种顶针式防爆阀及电池包，具有以下有益效果：
本发明的顶针式防爆阀仅具有阀盖、隔套、阀体三个独立的零件，阀体上通过热压工艺与防水透气膜复合为一体，整体结构所用到的零件较少，结构简单，相互独立均为散件，以插接的方式连接不需要组装，安装方便，极大地降低了成本，同时透气孔开设于阀体的侧面，能够保证在压力作用下阀体的正常移动以驱使顶针破坏防水透气膜，提高可靠性。
本发明的防爆阀的阀体通过隔套与壳体过盈连接，并且能够沿隔套的轴向移动以切换两种通气状态，由于隔套为弹性件，活动连接方式简单、阀体移动方便。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种顶针式防爆阀的阀体位于第一位置时的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种顶针式防爆阀的阀盖的结构示意图。
附图标记说明：
1、阀盖；2、隔套；3、阀体；4、壳体；
101、凸部；102、固定孔；103、通道；104、活动腔；105、顶针；
201、隔套主体部；202、隔套法兰部；203、下凸部；
301、阀体主体部；302、阀体法兰部；303、防水透气膜；304、透气孔； 401、密封螺纹柱。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
参见图1至图2所示；
本实施例的一种顶针式防爆阀，该防爆阀集成于壳体4上，壳体4具有用以安装所述防爆阀的安装孔，防爆阀包括：
阀盖1；
嵌入安装孔内的隔套2；以及
安装于隔套2内的阀体3，隔套2通过阀体3与壳体4形成为过盈连接；
阀盖1具有与外界连通的通道103；
阀体3的下部的周向开设有透气孔304；
阀体3的上端具有与透气孔304连通的防水透气膜303；
阀盖1具有朝向防水透气膜303延伸的顶针105；
外界的气体通过防水透气膜303进入阀体3内；
进入阀体3内的气体通过透气孔304进入壳体4内部；
阀体3能够沿隔套2的轴向移动以通过顶针105刺破防水透气膜303。壳体内部的气体可以通过透气孔304进入阀体内，阀体内的气体通过刺破的防水透气膜303快速释放。
具体的，本实施例公开了一种新型顶针式防爆阀结构，其主要包括阀盖1、隔套2和阀体3三个零件。其中，隔套2嵌入壳体4的安装孔内，阀体3直接伸入隔套2内，并且通过隔套2与壳体4形成为过盈连接。同时，本实施例的阀体3能够沿隔套2的轴向移动，以驱使防水透气膜303 靠近顶针105以通过顶针破坏防水透气膜303，实现当壳体4内部气体压力大于阀体3和隔套2之间的摩擦力时，即壳体4内部气体压力到达预设压力时，通过顶针105破坏防水透气膜303释放内部压力，本实施例的阀体3在侧面开设上述的透气孔304，相对现有技术中底部开孔的方式能够保证阀体3 移动效果更好；本实施例的防爆阀以过盈连接的方式安装阀体3，一方面可以通过本实施例的隔套2确保安装后的密封性，另一方面可以保持三个零件的相对位置关系，还可以方便阀体3的移动。
优选的，本实施例的阀体3包括：
阀体主体部301，阀体主体部301穿设于隔套2内；以及
形成于阀体主体部301上端的阀体法兰部302；
阀体主体部301和阀体法兰部302内部中空地形成为阀体腔体；
阀体腔体的上端具有防水透气膜303，阀体腔体的下端封闭。
本实施例进一步地限定了阀体3的结构，为了能够与隔套2配合，本实施例的阀体3包括阀体主体部301和阀体法兰部302，而阀体主体部301 和阀体法兰部302内部中空形成为阀体腔体，该阀体腔体也作为气体流通的通道使用。在阀体法兰部302的上端通过热压工艺将防水透气膜303固定该处。
优选，本实施例的隔套2包括：
隔套主体部201，隔套主体部201嵌入安装孔内；以及
形成于隔套主体部201的上端、并沿隔套主体部201的周向向外凸出的隔套法兰部202；
隔套法兰部202搭接于壳体4的上表面；
隔套法兰部202延伸至安装孔下方的部分、且靠近壳体4一侧向外凸出地形成为下凸部203；
隔套2通过隔套法兰部202和下凸部203与壳体4连接。
首先，详细限定了隔套2的结构，其包括隔套主体部201和隔套法兰部202，其中，隔套主体部201嵌入壳体4的安装孔内，而隔套法兰部202 则抵接在壳体4的上表面，隔套主体部201通过隔套法兰部202和下凸部 203形成的夹持结构保持与壳体4的位置，并将隔套2铆接在壳体4上。
其中，阀体3通过活动腔104以实现第一位置和第二位置之间的移动；
参见图1所示，阀体3位于第一位置时，阀体法兰部302抵接隔套法兰部202的上表面，且顶针位于防水透气膜303的上方；
阀体3位于第二位置时，阀体法兰部302驱使防水透气膜303靠近阀盖1的内壁，且顶针刺破防水透气膜303并部分延伸至防水透气膜303的下方。
其中，上述的隔套2为弹性部件；
阀体3和阀盖1的材质均为塑料或金属。
本实施例的阀体3具有两个工作状态的位置，分别为上述的第一位置和第二位置。透气孔开设于阀体的下部的外周，该透气孔始终与壳体内部空间连通以实现气体的输送，当壳体内部气体压力到达预设压力时，在内压的作用下推动阀体移动，阀体从第一位置移动到第二位置，移动的过程中顶针破坏防水透气膜，最终达到释放压力和内外压力平衡的设计目的。具体为：
电池包在使用过程中，透气孔304始终位于隔套2外，隔套2的隔套法兰部202抵接壳体4，阀体3的阀体法兰部302抵接隔套法兰部202，大气从通道进入流过防水透气层303，通过透气孔304进入电池包内，以使内外压强平衡，防止结露；当电池包发生热失控，电池包内部气体压力大于阀体3和隔套2之间的摩擦力时，即壳体4内部气体压力到达预设压力时，阀体3相对于隔套2朝向顶针105移动，阀体3被顶起，直到防水透气膜303达到可供顶针105刺破的高度，防水透气膜303被刺破，释放电池包内部压力。
其中，为了能够实现阀体3与壳体4的过盈连接，本实施例的隔套2 采用弹性件，而优选为橡胶材质。更为具体的是：
隔套主体部201与壳体4配合的部分的外径不大于安装孔的内径；
阀体主体部301的外径大于隔套主体部201的内径；
阀体3通过挤压隔套2以与壳体4形成为过盈连接。
当阀体3没有安装和挤压隔套2时，隔套2也没有挤压壳体1，但是由于阀体3的外径大于隔套2的内径，当阀体3嵌入隔套2时，由于隔套 2为弹性件，在阀体3的挤压下就可以增大隔套2的外径，从而与壳体4 形成为过盈连接。
优选的，本实施例的阀盖1包括：
阀盖本体；
沿阀盖本体的外周间隔布置、并朝向壳体4凸出的凸部101；
相邻凸部101之间空间为通道103；
阀盖本体与阀体法兰部302之间的空间为活动腔104，阀体3能够沿活动腔104移动以实现第一位置和第二位置的切换。
其中，上述的凸部101开设有固定孔102；
壳体4与固定孔102位置配合处安装有密封螺母柱401；
密封螺母柱401具有螺纹孔，凸部101与壳体4通过紧固螺钉装配固定。
本实施例的安装方式为外装方式，只需要从壳体4外部安装固定即可，装拆方便。
本发明公开了一种电池包，所述电池包具有壳体4，电池包的壳体4 上集成有如上所述的顶针式防爆阀。
在上述技术方案中，本发明提供的一种顶针式防爆阀及电池包，具有以下有益效果：
本发明的顶针式防爆阀仅具有阀盖1、隔套2、阀体3三个独立的零件，阀体3上通过热压工艺与防水透气膜303复合为一体，整体结构所用到的零件较少，结构简单，相互独立均为散件，以插接的方式连接不需要组装，安装方便，极大地降低了成本，同时透气孔304开设于阀体3的侧面，能够保证在压力作用下阀体3的正常移动以驱使顶针105破坏防水透气膜 303，提高可靠性。
本发明的防爆阀的阀体3通过隔套2与壳体4过盈连接，并且能够沿隔套2的轴向移动以切换两种通气状态，由于隔套2为弹性件，活动连接方式简单、阀体3移动方便。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (9)

1.顶针式防爆阀，该防爆阀集成于壳体(4)上，所述壳体(4)具有用以安装所述防爆阀的安装孔，其特征在于，所述防爆阀包括：
阀盖(1)；
嵌入所述安装孔内的隔套(2)；以及
安装于所述隔套(2)内的阀体(3)，所述隔套(2)通过所述阀体(3)与所述壳体(4)形成为过盈连接；
所述阀盖(1)具有与外界连通的通道(103)；
所述阀体(3)的下部的周向开设有透气孔(304)；
所述阀体(3)的上端具有与所述透气孔(304)连通的防水透气膜(303)；
所述阀盖(1)具有朝向所述防水透气膜(303)延伸的顶针(105)；
所述阀体(3)能够沿所述隔套(2)的轴向移动以通过所述顶针(105)刺破所述防水透气膜(303)。
2.根据权利要求1所述的顶针式防爆阀，其特征在于，所述阀体包括：
阀体主体部(301)，所述阀体主体部(301)穿设于所述隔套(2)内；以及
形成于所述阀体主体部(301)上端的阀体法兰部(302)；
所述阀体主体部(301)和所述阀体法兰部(302)内部中空地形成为阀体腔体；
所述阀体腔体的上端具有所述防水透气膜(303)，所述阀体腔体的下端封闭。
3.根据权利要求2所述的顶针式防爆阀，其特征在于，所述隔套(2)包括：
隔套主体部(201)，所述隔套主体部(201)嵌入所述安装孔内；以及
形成于所述隔套主体部(201)的上端、并沿所述隔套主体部(201)的周向向外凸出的隔套法兰部(202)；
所述阀体主体部(301)穿设于所述隔套(2)内；
所述隔套法兰部(202)搭接于所述壳体(4)的上表面；
所述隔套法兰部(202)延伸至所述安装孔下方的部分、且靠近所述壳体(4)一侧向外凸出地形成为下凸部(203)；
所述隔套(2)通过所述隔套法兰部(202)和所述下凸部(203)与所述壳体(4)连接。
4.根据权利要求3所述的顶针式防爆阀，其特征在于，所述阀体(3)沿所述隔套(2)的轴向移动至第一位置或第二位置；
所述阀体(3)位于第一位置时，所述阀体法兰部(302)抵接所述隔套法兰部(202)的上表面，且所述顶针(105)位于所述防水透气膜(303)的上方；
所述阀体(3)位于第二位置时，所述阀体法兰部(302)驱使所述防水透气膜(303)靠近所述阀盖(1)的内壁，且所述顶针(105)刺破所述防水透气膜(303)并部分延伸至所述防水透气膜(303)的下方。
5.根据权利要求4所述的顶针式防爆阀，其特征在于，所述隔套(2)为弹性部件；
所述阀体(3)和阀盖(1)的材质均为塑料或金属。
6.根据权利要求3所述的顶针式防爆阀，其特征在于，所述隔套主体部(201)与所述壳体(4)配合的部分的外径不大于所述安装孔的内径；
所述阀体主体部(301)的外径大于所述隔套主体部(201)的内径；
所述阀体(3)通过挤压所述隔套(2)以与所述壳体(4)形成为过盈连接。
7.根据权利要求2所述的顶针式防爆阀，其特征在于，所述阀盖(1)包括：
阀盖本体；
沿所述阀盖本体的外周间隔布置、并朝向所述壳体(4)凸出的凸部(101)；
相邻所述凸部(101)之间空间为所述通道(103)；
所述阀盖本体与所述阀体法兰部(302)之间的空间为活动腔(104)，所述阀体(3)通过所述活动腔(104)以实现第一位置和第二位置之间的移动。
8.根据权利要求7所述的顶针式防爆阀，其特征在于，所述凸部(101)开设有固定孔(102)；
所述壳体(4)与所述固定孔(102)位置配合处安装有密封螺母柱(401)；
所述密封螺母柱(401)具有螺纹孔，所述凸部(101)与所述壳体(4)通过紧固螺钉装配固定。
9.电池包，所述电池包具有壳体，其特征在于，所述电池包的壳体(4)上集成有如权利要求1至8中任一项所述的顶针式防爆阀。
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