CN210467958U - 双向气压平衡阀及锂电池系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双向气压平衡阀及锂电池系统。该可以包括：包括：阀座、薄膜阀芯和阀盖，薄膜阀芯夹设于阀座与阀盖之间；阀座设有用于安装薄膜阀芯和阀盖的安装凹槽，安装凹槽设有贯穿阀座的第一通孔，安装凹槽中第一通孔的外围区域设有第一连接部；阀盖设有与第一连接部配合的第二连接部以及设有贯穿阀盖并与第一通孔相对应的第二通孔；阀盖的第二连接部与阀座的第一连接部配合能够使薄膜阀芯与安装凹槽密封连接并使薄膜阀芯封盖所第一通孔。实现结构简单、提高阀芯更换效率且能够调节锂电池密闭系统内外压力平衡，避免因锂电池密闭系统内外压力失衡导致爆炸等危险。

Description

双向气压平衡阀及锂电池系统

技术领域

本实用新型涉及锂电池系统安全防护技术领域，更具体地，涉及一种双向气压平衡阀及包括该双向气压平衡阀的锂电池系统。

背景技术

锂电池系统通常是处于一个密闭空间内，当电池系统在不同温度梯度不同海拔高度工作时系统内外压力不同，特别当电池出现短路，大电流导致电池系统出现热量，同时在高电压情况下，与空气直接接触，导致燃烧，发生强烈火焰，气体急速膨胀，内部压力大于外部压力，发生爆炸。为了保证锂电池系统能在密闭环境中安全工作，电池系统的密闭电池箱的外壳上需要设置防爆阀。

现有防爆阀普遍存在安装、拆卸困难的问题，很多都是需要拆开电池箱盖后再安装或拆卸阀体，导致更换阀芯的效率低下，而且现有防爆阀的阀芯在调节电池箱内外气压方面的效果较差，存在一定的安全隐患。

因此需要设计一种结构简单、易于更换阀芯的气压平衡阀，同时能够调节锂电池密闭系统内外压力平衡，提高锂电池系统的安全性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种双向气压平衡阀及锂电池系统，实现结构简单、提高阀芯更换效率且能够调节锂电池密闭系统内外压力平衡，避免因锂电池密闭系统内外压力失衡导致爆炸等危险。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种双向气压平衡阀，包括：阀座、薄膜阀芯和阀盖，所述薄膜阀芯夹设于所述阀座与所述阀盖之间；

所述阀座设有用于安装所述薄膜阀芯和所述阀盖的安装凹槽，所述安装凹槽内设有贯穿所述阀座的第一通孔，所述安装凹槽中所述第一通孔的外围区域设有第一连接部；

所述阀盖设有与所述第一连接部配合的第二连接部以及设有贯穿所述阀盖并与所述第一通孔相对应的第二通孔；

所述阀盖的第二连接部与所述阀座的第一连接部配合使所述薄膜阀芯与所述安装凹槽密封连接并使所述薄膜阀芯封盖所第一通孔。

可选地，所述第一连接部包括多个垂直于安装凹槽底面的空心管，所述空心管的内壁设有螺纹。

可选地，所述第二连接部包括多个与多个所述空心管配合的螺栓。

可选地，所述薄膜阀芯与所述安装凹槽的形状相配合并设有多个第三通孔，所述通孔能够容纳所述空心管穿过，且多个所述第三通孔与多个所述。

可选地，所述阀座的所述安装凹槽为圆形，所述第一通孔与所述安装凹槽为同心圆，所述第一连接部设于所述安装凹槽的边缘区域。

可选地，所述阀盖为与所述安装凹槽相配合的圆板，所述第二通孔与所述阀盖为同心圆。

可选地，所述第二通孔的直径与所述第一通孔的直径相同。

可选地，所述薄膜阀芯由弹性材料制成。

可选地，所述薄膜阀芯承受压力的范围为0.05～0.2Mpa。

本实用新型还提供了一种锂电池系统，包括密闭电池箱体以及根据以上所述的双向气压平衡阀，所述双向气压平衡阀设于所述密闭电池箱体外表面。

本实用新型的有益效果在于：

(1)通过阀座、薄膜阀芯和阀盖的三层结构实现双休气压平衡阀的结构简单化，通过阀座的第一连接部与阀盖的第二连接部配合能够使薄膜阀芯与阀座的安装凹槽密封连接并使薄膜阀芯封盖住阀座上的第一通孔，有益于简化阀芯安装和拆卸的步骤，提高效率；通过分别在阀座和阀盖上设置相对应的第一通孔和第二通孔，能够在薄膜阀芯两侧气压发生变化时保证在薄膜阀芯通过第一通孔或第二通孔发生形变，达到平衡气压和防爆的作用；通过在阀座上设置安装凹槽能够有效避免薄膜阀芯和阀盖的横向位移，并提高双向气压平衡阀的机械强度和一体性。

进一步地，通过阀座上的空心管和阀盖上的螺栓配合简化薄膜阀芯和阀盖的安装过程，同时通过螺栓向阀盖提供机械压力实现薄膜阀芯与阀座安装凹槽的密封连接；通过使用弹性材料的薄膜阀芯有益于增加薄膜阀芯平衡气压的性能。

(2)采用上述双向气压平衡阀的锂电池系统，其中双向气压平衡阀设于密闭电池箱体的外表面，能够实现在不拆卸密闭电池箱体的情况下实现无须开箱、无须拆卸阀座即可快速更换阀芯，并且双向气压平衡阀能够调节锂电池系统密闭电池箱体内外压力平衡，进而使电锂电池系统避免因内外压力失衡导致爆炸等危险。

本实用新型的装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本实用新型的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本实用新型示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的一种双向气压平衡阀的结构示意图。

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的一种双向气压平衡阀应用于锂电池系统内部气压高于外部气压情况的示意图。

图3示出了根据本实用新型的一个实施例的一种双向气压平衡阀应用于锂电池系统内部气压低于外部气压情况的示意图。

附图标记说明：

1、阀座；2、阀盖；3、薄膜阀芯；4、密闭电池箱体；5、螺栓；6、空心管；7、安装凹槽；8、第一通孔；9、第二通孔；10、第三通孔。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的一种双向气压平衡阀的结构示意图，如图1所示，一种双向气压平衡阀，包括：阀座1、薄膜阀芯3和阀盖2，所述薄膜阀芯3夹设于所述阀座1与所述阀盖2之间；

所述阀座1设有用于安装所述薄膜阀芯3和所述阀盖2的安装凹槽7，所述安装凹槽7设有贯穿所述阀座1的第一通孔8，所述安装凹槽7中所述第一通孔8的外围区域设有第一连接部；

所述阀盖2设有与所述第一连接部配合的第二连接部以及设有贯穿所述阀盖2并与所述第一通孔8相对应的第二通孔9；

所述阀盖2的第二连接部与所述阀座1的第一连接部配合能够使所述薄膜阀芯3与所述安装凹槽7密封连接并使所述薄膜阀芯3封盖所第一通孔8。

具体地，通过阀座1、薄膜阀芯3和阀盖2的三层结构实现双休气压平衡阀的结构简单化，通过在阀座1上设置安装凹槽7能够有效避免薄膜阀芯3和阀盖2的横向位移，并提高双向气压平衡阀的机械强度和一体性，通过阀座1的第一连接部与阀盖2的第二连接部配合能够是薄膜阀芯3与阀座1的安装凹槽7密封连接并使薄膜阀芯3封盖住阀座1上的第一通孔8，有益于简化阀芯安装和拆卸的步骤，提高效率；通过分别在阀座1和阀盖2上设置相对应的第一通孔8和第二通孔9，能够在薄膜阀芯3两侧气压发生变化时保证在薄膜阀芯3通过第一通孔8或第二通孔9发生形变，达到平衡气压和防爆的作用。

在一个示例中，所述第一连接部包括多个垂直于安装凹槽7底面的空心管6，所述空心管的内壁设有螺纹。

具体地，本实施例中第一连接部包括两个空心管6，两个底座间隔对称分布在安装凹槽7中第一通孔8的两侧，空心管的内壁设有螺纹，空心管6设置于安装凹槽7中第一通孔8外围区域，空心管6垂直于安装槽底面且一端与安装槽底部固定连接，具体实施过程中空心管6可以与阀座1一体成型。

本实施例中，所述第二连接部包括多个与多个所述空心管6配合的螺栓5。

具体地，螺栓5设置于阀盖2上，在安装阀盖2时将多个螺栓5插入空心管机构的底座中，通过旋转螺栓5使阀盖2向阀座1移动并紧紧将压合薄膜阀芯3在阀座1的安装凹槽7内。

在一个示例中，所述薄膜阀芯3与所述安装凹槽7的形状相配合并设有多个第三通孔10，所述第三通孔10能够容纳所述空心管6穿过。

具体地，本实施例中，薄膜阀芯3的形状与阀座1的安装凹槽7的形状配合，并且设有两个与空心管6一一对应的两个通孔10，通孔10能够容纳空心管6穿过，空心管6能够通过通孔10限制薄膜阀芯3的横移，有益于提高连接强度和气密性。

本实施例中，所述阀座1的所述安装凹槽7为圆形，所述第一通孔8与所述安装凹槽7为同心圆。

具体地，第一通孔8与所述安装凹槽7为同心圆，第一通孔8能够为薄膜阀芯3提供形变的空间，安装凹槽7中第一通孔8的外围区域用于实现薄膜阀芯3与凹槽的固定连接。

本实施例中，所述阀盖2为与所述安装凹槽7相配合的圆板，所述第二通孔9与所述阀盖2为同心圆。

具体地，阀盖2为能够与安装凹槽7相配合的圆板，圆板中心设于第二通孔9，第二通孔9与阀盖2为同心圆结构，通过阀盖2对圆形薄膜阀芯3的边缘区域施加机械压力，能够实现阀芯边缘区域与安装凹槽7中第一通孔8外围区域密封连接，还可以在薄膜阀芯3的一侧或两侧涂覆密封胶加强连接处的密封性。在本实用新型的其他实施例中，安装凹槽7也可以为其他形状，例如正方形、正六边形、椭圆形等，对应的薄膜阀芯3和阀盖2应为与安装凹槽7相配合的形状，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择，此处不再赘述。

本实施例中，所述第二通孔9的直径与所述第一通孔8的直径相同。

具体地，第一通孔8与第二通孔9为同轴且大小相同的圆形，第二通孔9的直径与第一通孔8的直径相同能够使薄膜阀芯3向两侧发生相同的形变，即薄膜阀芯3两侧均能够承受相同的压力，有利于薄膜阀芯3对压力的调节性能，且容易控制薄膜阀芯3承受压力的范围。

本实施例中，所述薄膜阀芯3由弹性材料制成。

具体地，薄膜阀芯3采用弹性材料制成，例如橡胶等具有一端弹性和抗拉强度的材料，弹性材料有益于增加薄膜阀芯3的形变量，使薄膜阀芯3向两侧均可发生形变，从而产生双向气压平衡的效果。

本实施例中，所述薄膜阀芯3承受压力的范围为0.05～0.2Mpa。

具体地，根据制作薄膜阀芯3弹性材料的承压性能，通过调整薄膜阀芯3的厚度以及第一通孔8、第二通孔9的大小使薄膜阀芯3安装在阀座1上后能够承受压力的范围为0.05～0.2Mpa。本领域人员可以根据实际需求调整和设计薄膜阀芯3的承压范围，此处不再赘述。

根据本实用新型的一种锂电池系统，包括密闭电池箱体4以及根据以上所述的双向气压平衡阀，所述双向气压平衡阀设于所述密闭电池箱体4外表面。

具体地，将上述双向气压平衡阀应用与锂电池系统时，将双向气压平衡阀设置于密闭电池箱体4上，并且阀座1的安装凹槽7朝向密闭电池箱体4的外部，对应的阀芯和阀盖2能够从密闭电池箱体4的外部进行安装和拆卸，其中阀座1可以与密闭电池箱体4一体成型。双向气压平衡阀的结构简易，薄膜阀芯3破坏后只需拆卸阀盖2即可实现更换，通过薄膜阀芯3自身的凹凸变化使密闭电池箱体4内部气体体积变化实现密闭电池箱体4内外的压力平衡，进一步当内外压差增大时通过阀芯自身涨破实现泄压防爆。参考图2，当密闭电池箱体4内部发热导致气压大于外部气压时，薄膜阀芯3由于具有弹性能够向密闭电池箱体4外部凸出，实现密闭电池箱体4内外的气压平衡，参考图3，对应的，当密闭电池箱体4内部气压小于外部气压时，薄膜阀芯3能够向密闭电池箱体4外部凸出，同样能够实现密闭电池箱体4内外的气压平衡，从而实现密闭电池箱体4内外的双向气压平衡作用。当电池系统内部发生短路，大电流产出大量热量和可燃气体，同时在高电压情况下，可燃气体与空气直接接触，导致燃烧发生强烈火焰，气体急速膨胀，导致内部压力大于外部压力时，双向气压平衡阀能够实现防爆阀的作用，例如当箱内压力大于0.2Mpa时，阀芯材料可以通过自身特性实现涨破，及时将大量气体和热量排除，避免电池爆炸发生危险。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种双向气压平衡阀，其特征在于，包括：阀座、薄膜阀芯和阀盖，所述薄膜阀芯夹设于所述阀座与所述阀盖之间；

所述阀座设有用于安装所述薄膜阀芯和所述阀盖的安装凹槽，所述安装凹槽内设有贯穿所述阀座的第一通孔，所述安装凹槽中所述第一通孔的外围区域设有第一连接部；

所述阀盖设有与所述第一连接部配合的第二连接部以及设有贯穿所述阀盖并与所述第一通孔相对应的第二通孔；

所述阀盖的第二连接部与所述阀座的第一连接部配合使所述薄膜阀芯与所述安装凹槽密封连接并使所述薄膜阀芯封盖所第一通孔。

2.根据权利要求1所述的双向气压平衡阀，其特征在于，所述第一连接部包括多个垂直于安装凹槽底面的空心管，所述空心管的内壁设有螺纹。

3.根据权利要求2所述的双向气压平衡阀，其特征在于，所述第二连接部包括多个与所述空心管配合的螺栓。

4.根据权利要求2所述的双向气压平衡阀，其特征在于，所述薄膜阀芯与所述安装凹槽的形状相配合并设有多个第三通孔，所述第三通孔能够容纳所述空心管穿过。

5.根据权利要求1所述的双向气压平衡阀，其特征在于，所述阀座的所述安装凹槽为圆形，所述第一通孔与所述安装凹槽为同心圆，所述第一连接部设于所述安装凹槽的边缘区域。

6.根据权利要求5所述的双向气压平衡阀，其特征在于，所述阀盖为与所述安装凹槽相配合的圆板，所述第二通孔与所述阀盖为同心圆。

7.根据权利要求6所述的双向气压平衡阀，其特征在于，所述第二通孔的直径与所述第一通孔的直径相同。

8.根据权利要求1所述的双向气压平衡阀，其特征在于，所述薄膜阀芯由弹性材料制成。

9.根据权利要求1所述的双向气压平衡阀，其特征在于，所述薄膜阀芯承受压力的范围为0.05～0.2Mpa。

10.一种锂电池系统，其特征在于，包括密闭电池箱体以及根据权利要求1至9中任意一项所述的双向气压平衡阀，所述双向气压平衡阀设于所述密闭电池箱体外表面。

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