CN116014348A - 用于动力电池包的平衡防爆阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于动力电池包的平衡防爆阀，包括：外阀体，外阀体具有与动力电池包连接的第一密封界面和限定在第一密封界面内的第一排气口；阀盖，阀盖在背离第一密封界面的一侧固定于外阀体，并具有第二排气口；内阀体，内阀体附接于外阀体和阀盖之间，并具有第三排气口，其中，内阀体具有适于抵接外阀体的第二密封界面并设置为在抵接状态和分离状态之间可切换；其中，在抵接状态，内阀体通过第二密封界面与外阀体抵接，并形成经由第三排气口连通第一排气口和第二排气口的第一路径；在分离状态，内阀体的第二密封界面与外阀体分离，并在形成第一路径的同时，形成连通第一排气口和第二排气口的第二路径。本发明还提供了一种动力电池包及车辆。

Description

用于动力电池包的平衡防爆阀

技术领域

本发明涉及新能源车辆动力电池包领域，更具体地，涉及一种用于动力电池包的平衡防爆阀，以及包括这种平衡防爆阀的动力电池包和包括这种动力电池包的车辆。

背景技术

为了提升采用动力电池包的车辆的安全性能，通常情况下，动力电池包设置有防爆阀(也称为平衡阀、安全阀)，以平衡动力电池包在正常使用时的内外压力，并起到防水和防污染物的作用。在紧急情况下，例如动力电池包热失控时，防爆阀能够立即释放压力，帮助降低可能发生的爆炸和其他灾难性后果的风险，此时防爆阀完全打开，以便高压气体迅速逸出。

现有设计中的防爆阀，其在紧急情况下完全打开释放压力时，仅考虑到快速排气，其排气路径是直的，在不受干扰的情况下，高温高压的气流会迅速地排出。然而，这导致周围部件的温度急剧升高，并且这种直接的快速排气未考虑到火花可能飞溅出动力电池包的情况，如果从防爆阀逸出的气体或烟雾是可燃的，那么高温的火花、易燃烟雾和大量氧气很可能在电池包外部引发火势，导致排出的气体直接变成高速的火焰，火势会快速地进入驾乘舱，这对驾驶员和乘客来说是非常危险的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的缺陷，提供了一种用于动力电池包的平衡防爆阀，该平衡防爆阀具有迂回的排气路径，解决了紧急排气时在动力电池包外部引起火势的技术问题，提高了动力电池包的安全性能。

为了实现本发明的上述目的，本发明的第一方面提供了一种用于动力电池包的平衡防爆阀，其中，所述平衡防爆阀包括：

外阀体，所述外阀体具有与所述动力电池包连接的第一密封界面和限定在所述第一密封界面内的第一排气口；

阀盖，所述阀盖在背离所述第一密封界面的一侧固定于所述外阀体，并具有第二排气口；

内阀体，所述内阀体附接于所述外阀体和阀盖之间，并具有第三排气口，其中，所述内阀体具有适于抵接所述外阀体的第二密封界面并设置为在抵接状态和分离状态之间可切换；

其中，在所述抵接状态，所述内阀体通过所述第二密封界面与所述外阀体抵接，并形成经由所述第三排气口连通所述第一排气口和第二排气口的第一路径；

在所述分离状态，所述内阀体的第二密封界面与所述外阀体分离，并在形成所述第一路径的同时，形成连通所述第一排气口和第二排气口的第二路径。

根据上述技术构思，本发明可进一步包括任何一个或多个如下的可选形式。

在一些可选形式中，所述第一路径和所述第二路径具有共同的迂回段，在所述迂回段，气体的流向成角度地转变。

在一些可选形式中，所述内阀体通过弹性部件与所述外阀体和/或阀盖连接，所述弹性部件向所述内阀体施加偏置力以使得所述内阀体在所述抵接状态和分离状态之间切换。

在一些可选形式中，所述内阀体设置有第一凸缘，所述阀盖设置有相反于第一凸缘延伸且彼此间隔开的第二凸缘，所述弹性部件用于连接所述第一凸缘和第二凸缘。

在一些可选形式中，所述弹性部件包括沿第一凸缘和第二凸缘的周边布置的至少两个均匀间隔的簧片。

在一些可选形式中，所述第一凸缘与第二凸缘之间形成所述迂回段。

在一些可选形式中，所述阀盖通过旋拧的方式与所述外阀体固定，所述外阀体设置有连接法兰。

在一些可选形式中，还包括透气隔膜，所述透气膈膜设置用于覆盖所述外阀体的第一排气口或所述内阀体的第三排气口。

在一些可选形式中，所述内阀体具有与所述透气隔膜相对且间隔设置的封闭底部，以及连接所述封闭底部与所述第三排气口的壁面，所述壁面间隔设置有贯通结构，所述贯通结构形成所述第一路径的一部分。

本发明的第二方面提供了一种动力电池包，具有壳体，其中，还包括根据本发明第一方面所述的用于动力电池包的平衡防爆阀，所述平衡防爆阀设置在所述壳体上。

本发明的第三方面提供了一种车辆，其中，包括根据本发明第二方面所述的动力电池包。

本发明具有如下有益技术效果：

用于动力电池包的平衡防爆阀实现了动力电池包例如热失控时的紧急排气(或称为紧急脱气)，与现有设计中的平衡防爆阀不同的是，本发明的平衡防爆阀具有通过内阀体提供的迂回的排气路径，避免了火星直接从动力电池包内部飞溅出，降低了点燃动力电池包外部可燃烟雾的风险，有助于延迟火势从动力电池包蔓延至驾乘舱的时间。进一步地，迂回的排气路径增强了动力电池包例如热失控时烟雾流动的扰动，可以降低从动力电池包内部排出的烟雾的能量和温度。

附图说明

本发明的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的优选实施方式被更好地理解，在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的部件，其中：

图1示出了根据本发明一种实施方式的平衡防爆阀的立体示意图；

图2示出了图1所示平衡防爆阀的剖面结构的一个角度的示意图，其中内阀体处于抵接状态；

图3示出了图2所示平衡防爆阀的剖面结构的另一个角度的示意图；

图4示出了处于抵接状态的内阀体以及第一路径的示意图；

图5示出了图1所示平衡防爆阀的剖面结构的一个角度的示意图，其中内阀体处于分离状态；

图6示出了图5所示平衡防爆阀的剖面结构的另一个角度的示意图；

图7示出了处于分离状态的内阀体以及第二路径的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“内、“外”、“顶”、“底”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

平衡防爆阀10(亦称为排气阀或者安全阀)用于动力电池包，一般而言，动力电池包具有壳体(未示出)，平衡防爆阀10附接在该壳体上，在动力电池包正常运行的情况下，平衡防爆阀10用于平衡动力电池包内外的压差，在动力电池包内部压力达到较高压力或爆破压力时，平衡防爆阀10用于快速泄压，以降低高压损害。

结合图1至图2所示，平衡防爆阀10主要包括外阀体11、阀盖12和内阀体13，其中，外阀体11具有与动力电池包连接的第一密封界面111和限定在第一密封界面111内的第一排气口112，当平衡防爆阀10安装至动力电池包的壳体时，第一密封界面111仅允许壳体内的气体气流经由第一排气口112排出。阀盖12在背离第一密封界面111的一侧固定于外阀体11，并且，阀盖12具有第二排气口122，气体气流最终经由该第二排气口122排出。内阀体13附接于外阀体11和阀盖12之间，并且内阀体13具有第三排气口132，进一步地，内阀体13具有适于抵接外阀体11的第二密封界面131，具体而言，如图3和图4所示，第二密封界面131与外阀体11的形成第一排气口112的边缘抵接，形成经由内阀体13上的第三排气口132连通第一排气口112和第二排气口122的第一路径S1，即气流在第一路径S1内依次流经第一排气口112、第三排气口132、第二排气口122，本发明将仅形成第一路径S1的内阀体13的状态称为内阀体13的抵接状态。

参照图3和图4所示，平衡防爆阀10内设有透气膈膜14，该透气膈膜14用于隔水透气及防尘。可选地，透气膈膜14设置为用于覆盖外阀体11的第一排气口112或内阀体13的第三排气口132。优选地，透气膈膜14覆盖在内阀体13的第三排气口132上，因此，透气隔膜14位于第一路径S1内，在内阀体13的抵接状态，气流在第一路径S1内依次流经第一排气口112、第三排气口132上设置的透气膈膜14、第二排气口122。在动力电池包例如热失控时，透气膈膜14可能被损坏。

本发明的内阀体13设置为在抵接状态和分离状态之间可切换。其中，在内阀体13的分离状态，内阀体13的第二密封界面131与外阀体11分离，如图5至图7所示，在形成第一路径S1的同时，形成连通第一排气口112和第二排气口122的第二路径S2，为了清楚显示，图7仅示出了第二路径S2。值得注意的是，在内阀体13的分离状态，透气膈膜14可能已经损坏，此时气体压力可同时通过第一路径S1和第二路径S2释放，若第三排气口132上的透气膈膜14未损坏，那么由于透气膈膜14的存在而产生的阻力，将使得气体压力绝大部分地通过第二路径S2释放。

换言之，内阀体13在外阀体11和阀盖12之间是可移位的，以形成内阀体13与外阀体11之间的抵接状态和分离状态。值得注意的是，图4所示的第一路径S1和图7所示的第二路径S2具有共同的迂回段100，在迂回段100中，气体的流向成角度地转变。例如，气流在进入迂回段100时，流向发生180度的转变。实际上，通过气体流向的转变，气流不会直接被排出，如此设置，动力电池包内的火星、烟雾不会在动力电池包的外部引起火势，并且，通过迂回的排气路径的设置，能够降低排气气流的能量和温度。这将有利于延迟火势从动力电池包蔓延至车身的时间，为乘客赢得更多的逃生时间。

具体而言，在可选的实施方式中，内阀体13通过弹性部件15与外阀体11和/或阀盖12连接，在图2所示的实施例中，内阀体13通过弹性部件15与阀盖12连接，由于阀盖12固定于外阀体11，内阀体13在外阀体11内通过弹性部件15可相对于外阀体11和/或阀盖12移位，弹性部件15一端连接在阀盖12上、另一端连接在内阀体13上，弹性部件15向内阀体13施加偏置力以使得内阀体13在抵接状态和分离状态之间切换。换言之，内阀体13通过弹性部件15施加在其上的偏置力而使其第二密封界面131与外阀体11抵接，在动力电池包正常运行时，动力电池包内的压力不足以克服弹性部件15所提供的偏置力，因此，内阀体13保持其抵接状态，动力电池包内的压力经由第一路径S1释放；在动力电池包例如热失控时，动力电池包内的压力足以克服弹性部件15所提供的偏置力，弹性部件15如图6所示发生变形，使得内阀体13从抵接状态切换为分离状态，动力电池包内的压力经由第二路径S2释放，或者经由第一路径S1以及第二路径S2释放。紧急排气后，弹性部件15可再次对内阀体13施加偏置力，以关闭第二路径S2，此时内阀体13再次回到抵接状态。

更具体地，如图3所示，内阀体13设置有第一凸缘133，阀盖12设置有相反于第一凸缘133延伸且彼此间隔开的第二凸缘123，弹性部件15用于连接第一凸缘133和第二凸缘123。与此同时，第一凸缘133与第二凸缘123之间形成了迂回段100。可选地，弹性部件15包括沿第一凸缘133和第二凸缘123的周边布置的至少两个均匀间隔的簧片，进一步可选地，簧片一端焊接在第一凸缘133的插孔内、另一端焊接在第二凸缘123的插孔内，以将内阀体13稳定地连接在外阀体11和阀盖12所形成的空间内。应当理解的是，如图7所示的弹性部件15的形变量仅为示例，弹性部件15的弹性系数应设置为：使得内阀体13的第一凸缘133与阀盖12之间一直存在间隙，以保持第一路径S1的畅通。在本发明中的图示实施例中，设置有四个均匀间隔的簧片。

在可选的实施方式中，阀盖12通过旋拧的方式与外阀体11固定，即阀盖12以及外阀体11设置有相应的螺纹接合部。进一步可选地，如图1所示，外阀体11设置有连接法兰113，连接法兰113设置有多个接合紧固件的安装孔1131，以将第一密封界面111压紧在动力电池包的壳体上。其中，在第一密封界面111、第二密封界面131处设置有密封条。

在可选的实施方式中，参照图3所示，内阀体13具有与透气隔膜14相对且间隔设置的封闭底部134，以及连接封闭底部134与第三排气口132的壁面135，壁面135上间隔设置有贯通结构1351，该贯通结构1351形成第一路径S1的一部分，换言之，气体穿过透气膈膜14后，进入透气膈膜14、壁面135、封闭底部134这三者所限定的空间内，随后经由贯通结构1351到达内阀体13与外阀体11之间的空间，之后在迂回段100处发生流向的改变。可选地，贯通结构1351为贯通孔或槽。再次参考图3，第一凸缘133从壁面135朝向阀盖12延伸出，封闭底部134使得穿过透气膈膜14的气流只能经由贯通结构1351排出，以确保迂回路径的存在。应当理解的是，弹性部件15的弹性系数还应设置为：使得内阀体13的封闭底部134与阀盖12的第二凸缘123之间一直存在间隙，以保持第一路径S1和/或第二路径S2的畅通。

本发明的平衡防爆阀10可以由金属制成，这将增加热失控事件期间的高温耐受性和稳固性。相比于现有设计中的平衡防爆阀，本发明的平衡防爆阀在包装、组装以及安全性方面具有优势。

采用上文所述的本发明的平衡防爆阀10，动力电池包内的压力在正常运行时通过第一路径S1得到平衡，在达到较高压力时，不论透气膈膜14是否损坏，都能形成起到旁通作用的第二路径S2，第一路径S1以及第二路径S2均设置为包括迂回段，避免了火星从动力电池包内部飞溅出，也在一定程度上降低了排出烟雾的能量和温度，不至于引发过高的温度。

采用上述所述的本发明的动力电池包，车辆的安全性能得到提高，具体地，如果动力电池包内部起火的话，延迟了火势蔓延的速度，增加了逃生时间。

虽然本文举例描述了一些实施方式，但是，在不脱离本发明实质的前提下，可以对这些实施方式进行各种变形，所有这些变形仍属于本发明的构思，并且落入本发明权利要求所限定的保护范围。

本文所公开的具体实施方式仅用于举例说明本发明，对于本领域技术人员而言，显然可以根据本文的教导进行各种修改，可以采用各种等同的方式实施本发明，因此，本发明上述公开的特定的实施方式仅仅是示例性的，其保护范围不受在此公开的结构或设计的细节所限，除非在权利要求中另有说明。因此，上述公开的特定的示例性的实施方式可进行各种替换、组合或修改，其所有的变形都落入本文公开的范围内。

Claims (11)

1.一种用于动力电池包的平衡防爆阀，其特征在于，所述平衡防爆阀包括：

外阀体，所述外阀体具有与所述动力电池包连接的第一密封界面和限定在所述第一密封界面内的第一排气口；

阀盖，所述阀盖在背离所述第一密封界面的一侧固定于所述外阀体，并具有第二排气口；

内阀体，所述内阀体附接于所述外阀体和阀盖之间，并具有第三排气口，其中，所述内阀体具有适于抵接所述外阀体的第二密封界面并设置为在抵接状态和分离状态之间可切换；

其中，在所述抵接状态，所述内阀体通过所述第二密封界面与所述外阀体抵接，并形成经由所述第三排气口连通所述第一排气口和第二排气口的第一路径；

在所述分离状态，所述内阀体的第二密封界面与所述外阀体分离，并在形成所述第一路径的同时，形成连通所述第一排气口和第二排气口的第二路径。

2.根据权利要求1所述的用于动力电池包的平衡防爆阀，其特征在于，所述第一路径和所述第二路径具有共同的迂回段，在所述迂回段，气体的流向成角度地转变。

3.根据权利要求2所述的用于动力电池包的平衡防爆阀，其特征在于，所述内阀体通过弹性部件与所述外阀体和/或阀盖连接，所述弹性部件向所述内阀体施加偏置力以使得所述内阀体在所述抵接状态和分离状态之间切换。

4.根据权利要求3所述的用于动力电池包的平衡防爆阀，其特征在于，所述内阀体设置有第一凸缘，所述阀盖设置有相反于第一凸缘延伸且彼此间隔开的第二凸缘，所述弹性部件用于连接所述第一凸缘和第二凸缘。

5.根据权利要求4所述的用于动力电池包的平衡防爆阀，其特征在于，所述弹性部件包括沿第一凸缘和第二凸缘的周边布置的至少两个均匀间隔的簧片。

6.根据权利要求4所述的用于动力电池包的平衡防爆阀，其特征在于，所述第一凸缘与第二凸缘之间形成所述迂回段。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于动力电池包的平衡防爆阀，其特征在于，所述阀盖通过旋拧的方式与所述外阀体固定，所述外阀体设置有连接法兰。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的用于动力电池包的平衡防爆阀，其特征在于，还包括透气隔膜，所述透气隔膜设置用于覆盖所述外阀体的第一排气口或所述内阀体的第三排气口。

9.根据权利要求8所述的用于动力电池包的平衡防爆阀，其特征在于，所述内阀体具有与所述透气隔膜相对且间隔设置的封闭底部，以及连接所述封闭底部与所述第三排气口的壁面，所述壁面间隔设置有贯通结构，所述贯通结构形成所述第一路径的一部分。

10.一种动力电池包，具有壳体，其特征在于，还包括根据权利要求1至9中任一项所述的用于动力电池包的平衡防爆阀，所述平衡防爆阀设置在所述壳体上。

11.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求10所述的动力电池包。

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