CN208970607U - 防爆阀以及电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种防爆阀以及电池模组。防爆阀包括：基体，基体为板状结构，基体包括沿自身厚度方向相对设置的第一表面和第二表面，基体具有变形区，变形区能够在第二表面受力时沿第二表面至第一表面的方向发生变形；卡接部，卡接部与基体连接固定且设置于第二表面，卡接部包括多个卡扣，每个卡扣与基体的边缘间隔设置，多个卡扣环绕变形区并且呈环形排布，变形区受力变形时，每个卡扣能够朝向变形区倾斜移动；密封圈，密封圈套设于所有卡扣的外侧且密封圈能够与基体接触。本实用新型的防爆阀能够容易地实现打开压力的精准控制，提高爆破精度，提升电池模组使用过程安全性。

Description

防爆阀以及电池模组

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种防爆阀以及电池模组。

背景技术

随着科学技术的发展，对二次电池高能量密度的要求越来越高，二次电池轻量化得到越来越多企业的重视。二次电池同体积的情况下提高能量密度是目前的发展趋势。电池包包括箱体以及设置于箱体内的多个电池模组。电池模组包括多个二次电池、壳体以及封板。当二次电池因为过充或其他原因导致热失控时，会产生高温高压的气体、甚至火焰。喷发的气体或火焰会直接作用于电池包的箱体上，从而能够将箱体融穿而发生事故。

目前，为了避免高温高压气体或火焰随机喷发，在电池模组上设置防爆阀结构。通常防爆阀的结构是在一个金属薄片上采用金属刻痕的形式做出薄弱区域以实现电芯的定向爆破压力的控制。然而，由于刻痕的精度直接影响爆破压力，同时刻痕的精度控制非常困难，因此防爆阀的爆破压力的精度不易控制，不利于电池模组的正常使用。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种防爆阀以及电池模组。防爆阀能够容易地实现打开压力的精准控制，提高爆破精度，提升电池模组使用过程安全性。

一方面，本实用新型实施例提出了一种防爆阀，用于电池模组，其包括：

基体，基体为板状结构，基体包括沿自身厚度方向相对设置的第一表面和第二表面，基体具有变形区，变形区能够在第二表面受力时沿第二表面至第一表面的方向发生变形；卡接部，卡接部与基体连接固定且设置于第二表面，卡接部包括多个卡扣，每个卡扣与基体的边缘间隔设置，多个卡扣环绕变形区并且呈环形排布，变形区受力变形时，每个卡扣能够朝向变形区倾斜移动；密封圈，密封圈套设于所有卡扣的外侧且密封圈能够与基体接触。

根据本实用新型实施例的一个方面，基体还包括环形凹槽，环形凹槽从第二表面朝向第一表面凹陷，每个卡扣与环形凹槽间隔设置。

根据本实用新型实施例的一个方面，各个卡扣与环形凹槽之间的间距相等。

根据本实用新型实施例的一个方面，多个卡扣环绕变形区呈圆环形或椭圆环形排布。

根据本实用新型实施例的一个方面，相邻两个卡扣的宽度不同。

根据本实用新型实施例的一个方面，基体和卡扣为一体式结构。

根据本实用新型实施例的一个方面，基体还具有限位部，限位部设置于第二表面，限位部与卡扣之间形成限位间隙，密封圈卡接于限位间隙。

根据本实用新型实施例的一个方面，限位部包括多个凸起，多个凸起环绕卡接部排布。

根据本实用新型实施例提供的防爆阀，其包括基体、设置于基体上的卡接部以及套设于卡接部外围的密封圈。防爆阀能够通过卡接部连接固定于电池模组所包括的壳体上，同时通过密封圈实现防爆阀与壳体之间的密封连接。在基体的第二表面受到预定压力作用时，其所包括的变形区会向外部隆起，同时带动卡接部所包括的卡扣朝基体的变形区倾斜移动，以能够与壳体脱离连接状态，从而使得防爆阀处于打开状态，电池模组内部压力得以释放。由于基体所包括的变形区的薄厚程度和/或卡扣的弹性变形能力大小与防爆阀的预定打开压力(也即爆破压力)大小相关，因此通过控制基体所包括的变形区的薄厚程度和/或卡扣的弹性变形能力即可精准控制防爆阀的预定打开压力。

另一个方面，本实用新型实施例提供一种电池模组，其包括：

壳体、设置于壳体内的多个二次电池以及上述实施例的防爆阀；壳体具有用于安装防爆阀的安装孔，防爆阀的卡接部穿过安装孔并卡接于壳体，基体与壳体共同抵压密封圈，以使基体和壳体之间密封连接。

根据本实用新型实施例的另一个方面，安装孔为具有台阶面的阶梯孔，卡扣卡接于台阶面。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本实用新型一实施例的电池模组的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例的防爆阀与筒状主体的连接状态示意图；

图3是本实用新型又一实施例的防爆阀与筒状主体的局部结构连接状态示意图；

图4是本实用新型一实施例处于连接状态的防爆阀与筒状主体的局部结构剖视示意图；

图5是本实用新型一实施例的防爆阀的结构示意图；

图6是本实用新型又一实施例的防爆阀的结构示意图；

图7是本实用新型一实施例的防爆阀的分解结构示意图。

在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。

标记说明：

10、电池模组；

11、壳体；11a、筒状主体；11b、端板；111、安装孔；112、台阶面；

20、防爆阀；

21、基体；211、第一表面；212、第二表面；213、变形区；214、环形凹槽；

22、卡扣；

23、密封圈；

24、限位部；

X、厚度方向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本实用新型的原理，但不能用来限制本实用新型的范围，即本实用新型不限于所描述的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图7对本实用新型实施例的电池模组10以及防爆阀20进行详细描述。

参见图1和图2所示，本实用新型实施例的电池模组10包括壳体11、设置于壳体11内的二次电池组(图中未示出)、设置于壳体11上的防爆阀20以及设置于二次电池组和壳体11之间的绝缘组件(图中未示出)。

参见图3或图4所示，本实施例的壳体11具有用于安装防爆阀20的安装孔111。本实施例的防爆阀20的卡接部穿过安装孔111并卡接于壳体11。本实施例的壳体11包括筒状主体11a以及端板11b。筒状主体11a可以具有六面体形状或其他形状。筒状主体11a包括具有安装开口且用于容纳二次电池组的容纳腔室。二次电池组可以通过上述安装开口装入筒状主体11a的容纳腔室内，然后将端板11b与筒状主体11a密封连接。可选地，筒状主体11a和端板11b可以由例如铝或铝合金等材料制造。参见图1所示，本实施例的防爆阀20设置于筒状主体11a。以下实施例中，对防爆阀20设置于筒状主体11a上进行描述。但容易理解地，防爆阀20也可以设置于端板11b上，能够实现相同的功能。在电池模组10内部的压力超过预定压力值时，防爆阀20会被打开以快速释放电池模组10内部压力，降低电池模组10因内部压力过大而发生爆炸的可能性。

本实施例的二次电池组包括多个并排设置的二次电池以及连接两个以上的二次电池的汇流排。本实施例的每个二次电池具有相对设置的两个电极输出端。两个电极输出端中的一个电极输出端可以作为正极输出端，另一个可以作为负极输出端。两个以上的二次电池通过汇流排串联或并联连接。本实施例的汇流排可以由例如铝或铝合金等材料制造，且自身为片状结构。

本实用新型实施例的防爆阀20包括基体21、设置于基体21上的卡接部以及套设于卡接部外围的密封圈23。

参见图5所示，本实施例的基体21为板状结构。基体21包括沿自身厚度方向X相对设置的第一表面211和第二表面212。基体21具有变形区213。这里，参见图5或图6所示，变形区213通过虚线框定的区域示意性地显示，但该虚线并表示实体结构，也不对防爆阀20的结构构成限定。变形区213能够在第二表面212受力时沿第二表面212至第一表面211的方向发生变形。在一个实施例中，变形区213位于基体21的中心区域。在防爆阀20安装于壳体11时，防爆阀20的第一表面211位于外部，而第二表面212朝向电池模组10内部。在第二表面212受到外力(例如高压气体的作用力)时，基体21的变形区213会发生变形，第一表面211与变形区213相对应的区域向外发生隆起，而第二表面212与变形区213相对应的区域向外发生凹陷。在一个实施例中，基体21为圆形结构。

本实施例的卡接部与基体21连接固定且设置于第二表面212。卡接部包括多个卡扣22。每个卡扣22与基体21的边缘间隔设置。多个卡扣22环绕变形区213并且呈环形排布。变形区213受力变形时，由于第二表面212与变形区213相对应的区域向外发生凹陷，因此基体21变形过程中会带动设置于第二表面212上的每个卡扣22朝向变形区213倾斜移动。在防爆阀20安装于壳体11时，防爆阀20通过各个卡扣22与壳体11卡接连接。当每个卡扣22移动预定距离后，每个卡扣22会与壳体11脱离连接状态，同时在高压气体的推动下，防爆阀20整体能够瞬间以高速状态远离壳体11移动，以使电池模组10内部的压力瞬间降低。在一个实施例中，卡扣22远离基体21的自由端具有卡钩。卡扣22通过该卡钩卡接于壳体11的内表面。

本实施例的防爆阀20还包括密封圈23。密封圈23套设于所有卡扣22的外围且密封圈23能够与基体21接触。在防爆阀20安装于壳体11时，防爆阀20所包括的基体21能够与壳体11共同挤压密封圈23，以使密封圈23发生变形，从而基体21和壳体11之间能够通过密封圈23密封连接，避免气体从基体21和壳体11的连接区域泄漏。本实施例的密封圈23的材质可以是硅胶或橡胶等材料。

参见图6或图7所示，本实施例的防爆阀20所包括的基体21还包括环形凹槽214。环形凹槽214从第二表面212朝向第一表面211凹陷。每个卡扣22与环形凹槽214间隔设置。基体21上与环形凹槽214相对应部分的厚度小于其它未设置环形凹槽214的部分的厚度，从而在第二表面212受力时，基体21上与环形凹槽214相对应部分更加易于变形朝外部隆起。环形凹槽214相对应部分的厚度与基体21发生变形时所承载的压力大小相关。这样，相对于未设置环形凹槽214的基体21，本实施例的防爆阀20更易于控制基体21发生变形的位置。同时，通过控制环形凹槽214的深度，得以控制基体21上与环形凹槽214相对应部分的厚度，从而能够实现控制防爆阀20打开压力的精准度。

本实施例的各个卡扣22与环形凹槽214之间的间距相等。这样，基体21上与环形凹槽214相对应部分发生隆起变形时，各个卡扣22倾斜移动的程度和距离相同，有利于各个卡扣22能够同时与壳体11脱离连接状态，避免部分卡扣22与壳体11脱离不及时而影响泄压效果。

本实施例的多个卡扣22环绕变形区213且呈圆环形或椭圆环形排布，从而各个卡扣22之间在倾斜移动过程中不会互相发生干涉，有利于各个卡扣22顺利地与壳体11脱离连接状态。相对应地，环形凹槽214也设置为圆环形或椭圆形，使得各个卡扣22与环形凹槽214之间的间距相等。在一个实施例中，卡接部所包括的多个卡扣22中，相邻两个卡扣22的宽度不同。

本实施例的基体21和卡扣22为一体式结构，从而基体21和卡扣22之间的连接强度大，提升两者连接稳定性，同时有利于基体21能够将应力均衡地分配至每个卡扣22，使得各个卡扣22变形情况相同。

本实施例的基体21和卡扣22均为塑胶结构体。这样，一方面，防爆阀20整体质量相对较轻，有利于提高电池模组10的能量密度；另一方面，防爆阀20能够通过一体注塑工艺加工制造，加工制造成本低；再一方面，基体21和卡扣22易于发生变形，同时也易于控制变形量，以此实现防爆阀20打开压力的精准度。

本实施例的基体21还具有限位部24。限位部24设置于基体21的第二表面212。限位部24与卡扣22之间形成限位间隙。密封圈23卡接于限位间隙。这样，一方面，限位部24能够对密封圈23形成限制和约束，防止密封圈23位置发生变化；另一方面，在防爆阀20与壳体11组装过程中，需要从外部对防爆阀20的第一表面211施加推力，以将防爆阀20的卡扣22推入壳体11上设置的安装孔111内。当防爆阀20所包括的卡扣22卡接于壳体11的内表面时，其所包括的限位部24会抵压于壳体11的外表面，从而阻止防爆阀20继续移动，保证防爆阀20准确地安装至预定位置，同时也避免通过防爆阀20的密封圈23对壳体11施加过大应力而导致壳体11发生变形。在一个实施例中，限位部24包括多个凸起。多个凸起环绕卡接部排布。

根据本实用新型实施例提供的防爆阀20，其包括基体21、设置于基体21上的卡接部以及套设于卡接部外围的密封圈23。防爆阀20能够通过卡接部连接固定于电池模组10所包括的壳体11上，同时通过密封圈23实现防爆阀20与壳体11之间的密封连接。在基体21的第二表面212受到预定压力作用时，其所包括的变形区213会向外部隆起，同时带动卡接部所包括的卡扣22朝基体21的变形区213倾斜移动，以能够与壳体11脱离连接状态，从而使得防爆阀20处于打开状态，电池模组10内部压力得以释放。由于基体21所包括的变形区213的薄厚程度和/或卡扣22的弹性变形能力大小与防爆阀20的预定打开压力(也即爆破压力)大小相关，因此通过控制基体21所包括的变形区213的薄厚程度和/或卡扣22的弹性变形能力即可精准控制防爆阀20的预定打开压力。同时本实施例的防爆阀20易于加工制造，有利于降低生产难度和生产成本。

在本实用新型实施例的电池模组10中，防爆阀20所包括的各个卡扣22穿过壳体11上设置的安装孔111，并卡接于壳体11的内表面，以使防爆阀20连接固定于壳体11上，两者连接过程快速简便，降低组装难度，减少组装工序，提高组装效率。另外，由于防爆阀20可以在电池模组10的组装工序中的最后工序与壳体11连接固定，因此在将防爆阀20与壳体11连接固定之前，能够通过壳体11的安装孔111进行氦检操作。在防爆阀20与壳体11连接固定后，防爆阀20所包括的基体21与壳体11共同抵压密封圈23，以使密封圈23自身发生变形，从而密封基体21和壳体11之间的连接区域，防止电池模组10内部气体通过基体21和壳体11之间的连接区域发生泄漏。

本实施例的安装孔111为具有台阶面112的阶梯孔，而卡接部所包括的每个卡扣22卡接于台阶面112。这样，各个卡扣22的自由端部能够被收纳于安装孔111，可以不超出壳体11上与二次电池最接近的表面，从而卡扣22不会占用电池模组10内部空间，避免卡扣22的自由端部与二次电池发生位置干涉，同时也有利于提高电池模组10的能量密度。

本实用新型实施例的电池模组10具有能够精确控制爆破压力的防爆阀20。当电池模组10的内部压力超过防爆阀20的爆破压力时，防爆阀20发生爆破并能够与壳体11快速脱离连接状态，从而使电池模组10快速泄压，避免压力过大而发生爆炸。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种防爆阀，用于电池模组，其特征在于，所述防爆阀包括：

基体，所述基体为板状结构，所述基体包括沿自身厚度方向相对设置的第一表面和第二表面，所述基体具有变形区，所述变形区能够在所述第二表面受力时沿所述第二表面至所述第一表面的方向发生变形；

卡接部，所述卡接部与所述基体连接固定且设置于所述第二表面，所述卡接部包括多个卡扣，每个所述卡扣与所述基体的边缘间隔设置，多个所述卡扣环绕所述变形区并且呈环形排布，所述变形区受力变形时，每个所述卡扣能够朝向所述变形区倾斜移动；

密封圈，所述密封圈套设于所有所述卡扣的外侧且所述密封圈能够与所述基体接触。

2.根据权利要求1所述的防爆阀，其特征在于，所述基体还包括环形凹槽，所述环形凹槽从所述第二表面朝向所述第一表面凹陷，每个所述卡扣与所述环形凹槽间隔设置。

3.根据权利要求2所述的防爆阀，其特征在于，各个所述卡扣与所述环形凹槽之间的间距相等。

4.根据权利要求1所述的防爆阀，其特征在于，多个所述卡扣环绕所述变形区呈圆环形或椭圆环形排布。

5.根据权利要求1所述的防爆阀，其特征在于，相邻两个所述卡扣的宽度不同。

6.根据权利要求1所述的防爆阀，其特征在于，所述基体和所述卡扣为一体式结构。

7.根据权利要求1至6任一项所述的防爆阀，其特征在于，所述基体还具有限位部，所述限位部设置于所述第二表面，所述限位部与所述卡扣之间形成限位间隙，所述密封圈卡接于所述限位间隙。

8.根据权利要求7所述的防爆阀，其特征在于，所述限位部包括多个凸起，多个所述凸起环绕所述卡接部排布。

9.一种电池模组，其特征在于，包括：

壳体、设置于壳体内的多个二次电池以及如权利要求1至8任一项所述的防爆阀；

所述壳体具有用于安装所述防爆阀的安装孔，所述防爆阀的所述卡接部穿过所述安装孔并卡接于所述壳体，所述基体与所述壳体共同抵压所述密封圈，以使所述基体和所述壳体之间密封连接。

10.根据权利要求9所述的电池模组，其特征在于，所述安装孔为具有台阶面的阶梯孔，所述卡扣卡接于所述台阶面。