CN214099813U - 透气防爆膜、防爆阀、电池包和车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电池包防爆技术领域，提供一种透气防爆膜、防爆阀、电池包和车辆。该透气防爆膜包括透气膜体和电加热件，所述电加热件包括电连接的供电插接端口和电阻件，其中，所述电阻件能够接触在所述透气膜体的膜面上，所述电阻件在通电时能够将所述透气膜体熔穿以在所述透气膜体上形成熔穿通气口。该透气防爆膜应用在防爆阀上后，通过熔穿通气口，可以使防爆阀快速开启并保持持续开启，以保持高的透气速率。这样，设置有透气防爆膜的防爆阀应用在电池包上时，防爆阀可以在电池包内部压力急剧上升之前就能够在极短时间内开启，以将电池包内部的压力快速泻出，保证乘员安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池包防爆技术领域，特别涉及一种透气防爆膜，一种防爆阀，一种电池包和一种车辆。
背景技术
目前，电池包的能量密度直接关系到整车行驶里程的提升。为了提升电池包的能量密度，通常需要提升电芯的能量密度。但高能量密度电芯带来行驶里程提升的同时，也存在安全风险。例如，当电芯发生热失控时，电芯将产生大量气体，可能危害成员安全。因此，出于整车安全考虑，电池包需要在电芯热失控后，定向将内部压力排出，以避免产生更严重的起火爆炸，给乘员足够的时间来逃生。
为此，电池包都安装有防爆阀，例如现有的顶针式防爆阀的开启相应速度较慢，当电池包压力上升时，依靠压力使防爆阀透气膜变形，被顶针刺破后开启。但这种透气膜变形被刺破的过程通常需要4-5秒左右。然而，高能量密度电池包发生热失控时，会在很短时间内产生大量气体。因此，这种通过顶针刺破透气膜的的防爆阀，相应速度慢，开启速度慢，无法很好地满足防爆阀快速开启的需求。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种透气防爆膜，该透气防爆膜准确快速地形成熔穿通气口，透气防爆膜应用在防爆阀上后，可以使防爆阀快速开启并保持持续开启，以保持高的透气速率。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种透气防爆膜，该透气防爆膜包括透气膜体和电加热件，其中，所述电加热件包括电连接的供电插接端口和电阻件，其中，所述电阻件能够接触在所述透气膜体的膜面上，所述电阻件在通电时能够将所述透气膜体熔穿以在所述透气膜体上形成熔穿通气口。
在该技术方案中，由于透气防爆膜包括透气膜体和电加热件，电加热件的电阻件能够接触在透气膜体的膜面上，并且电阻件在通电时能够将透气膜体熔穿以在透气膜体上形成熔穿通气口，这样，由于电阻件的快速产热性能，电阻件通电时可以在极短时间内产生大量的热以将透气膜体熔穿，以在透气膜体上形成熔穿通气口，因此，该透气防爆膜应用在防爆阀上后，通过熔穿通气口，可以使防爆阀快速开启并保持持续开启，以保持高的透气速率。这样，设置有透气防爆膜的防爆阀应用在电池包上时，防爆阀可以在电池包内部压力急剧上升之前就能够在极短时间内开启，以将电池包内部的压力快速泻出，保证乘员安全。
进一步地，所述电阻件连接贴附在所述透气膜体的膜面上以使得所述透气膜体和所述电加热件形成为单一部件。
进一步地，所述透气防爆膜包括以下至少一种方式：方式一：所述电阻件粘贴在所述透气膜体的膜面上以使得所述透气膜体和所述电加热件形成为单一部件；方式二：所述电阻件为条状的电阻片，所述电阻片的片面接触所述透气膜体的膜面；方式三：所述电阻件包括增大与所述透气膜体的膜面的接触面积的弯曲延伸段；方式四：所述电阻件在通电时能够在2s以内将所述透气膜体熔穿。
更进一步地，所述透气防爆膜包括所述方式三时，所述弯曲延伸段的两端相互靠近，或者，所述弯曲延伸段包括电阻内芯和包裹电阻内芯的导热套，所述电阻内芯的两端相互靠近，所述导热套的两端连接在一起以形成环形体。
进一步地，所述透气膜体为防水透气膜体。
另外，本实用新型提供一种防爆阀，该防爆阀包括阀体和以上任意所述的透气防爆膜，其中，所述阀体包括透气通道，所述透气膜体覆盖所述透气通道，所述电阻件在通电将所述透气膜体熔穿时通过所述熔穿通气口将所述防爆阀开启。
这样，如上所述的，通过熔穿通气口，可以使防爆阀快速开启并保持持续开启，以保持高的透气速率。该防爆阀应用在电池包上时，防爆阀可以在电池包内部压力急剧上升之前就能够在极短时间内开启，以将电池包内部的压力快速泻出，保证乘员安全。
进一步地，所述防爆阀包括防护透气网和防护透气外盖，其中，所述防护透气网连接在所述阀体的内侧端上，所述透气膜体夹持定位在所述防护透气网和所述内侧端之间，所述防护透气外盖连接在所述阀体的外侧端上。
进一步地，所述阀体的内侧端的端面上形成有容纳槽，所述供电插接端口设置在所述容纳槽内。
此外，本实用新型提供一种电池包，该电池包包括电池模组单元、电池配电单元、电池管理单元和以上任意所述的防爆阀，其中，所述防爆阀的所述阀体连接在所述电池包的壳体上，所述透气通道和所述电池包的内部连通；所述电池管理单元和所述电池配电单元连接，所述电池配电单元所述供电插接端口连接；其中，所述电池管理单元设置为能够检测所述电池模组单元的电池模组的状态，并能够接收所述电池模组的电芯即将发生热失控的异常初始信号，所述电池管理单元还设置为在接收到所述异常初始信号时能够控制所述电池配电单元向所述电阻件供电，以在热失控的电池模组的电芯爆燃之前将所述透气膜体熔穿。
这样，由于电池管理单元设置为能够检测电池模组单元的电池模组的状态，并能够接收电池模组单元的电池模组的电芯即将发生热失控的异常初始信号，因此，当电池管理单元在接收到异常初始信号时能够控制电池配电单元向电阻件供电，由于电阻件的快速产热性能，因此，电阻件通电时可以在热失控的电池模组的电芯爆燃之前的极短时间内产生大量的热以将透气膜体熔穿，以在透气膜体上形成熔穿通气口，可以使防爆阀快速开启并保持持续开启，以保持高的透气速率。这样，防爆阀在电池包内部压力急剧上升之前就能够在极短时间内开启，以将电池包内部的压力快速泻出，保证乘员安全。因此，该电池包的安全性能得到显著提升。
最后，本实用新型提供一种车辆，该车辆包括位于车辆的驾驶室内的电池包异常提示单元和以上所述的电池包，其中，所述电池管理单元和所述电池包异常提示单元连接，所述电池管理单元在接收到所述异常初始信号时能够向所述电池包异常提示单元发送电池包异常提示信号，所述电池包异常提示单元接收到所述电池包异常提示信号时发出电池包异常报警提示。这样，如上所述的，该车辆的行驶里程和安全性能得到显著的提升。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型实施方式所述的一种防爆阀的分解状态图，显示了本实用新型实施方式所述的一种透气防爆膜；
图2为图1中的透气防爆膜的结构示意图；
图3为图1中的防爆阀的阀体从内侧端查看的结构示意图；
图4为图1中的透气防爆膜设置在图3的阀体上的结构示意图；
图5为图1中的防护透气网设置在图4的阀体上的结构示意图；
图6为图1中的防护透气外盖设置在阀体的外侧端的结构示意图；
图7为本实用新型实施方式所述的一种电池包的部分结构示意图；
图8为图7的电池包的运行原理示意图。
附图标记说明：
1-透气膜体，2-电加热件，3-供电插接端口，4-电阻件，5-阀体，6-透气防爆膜，7-防护透气网，8-防护透气外盖，9-内侧端，10-外侧端，11-电池模组单元，12-电池配电单元，13-电池管路单元，14-防爆阀，15-电池模组，16-电池包异常提示单元，17-电池包，18-透气通道，19-密封圈，20-内嵌螺母，21-容纳槽，22-卡扣，23-透气口，24-主控线束。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。
参考图1和图2，本实用新型提供的透气防爆膜6包括透气膜体1和电加热件2，其中，电加热件2包括电连接的供电插接端口3和电阻件4，也就是，供电插接端口3供电后电阻件4能够得电生热，其中，电阻件4能够接触在透气膜体1的膜面上，电阻件4在通电时能够将透气膜体1熔穿以在透气膜体1上形成熔穿通气口。
在该技术方案中，由于透气防爆膜6包括透气膜体1和电加热件2，电加热件2的电阻件4能够接触在透气膜体1的膜面上，并且电阻件4在通电时能够生热以将透气膜体1熔穿以在透气膜体1上形成熔穿通气口，这样，由于电阻件4的快速产热性能，电阻件4通电时可以在极短时间内产生大量的热以将透气膜体1熔穿，以在透气膜体1上形成熔穿通气口，因此，该透气防爆膜6应用在防爆阀上后，通过熔穿通气口，可以使防爆阀快速开启并保持持续开启，以保持高的透气速率。这样，设置有透气防爆膜的防爆阀应用在电池包上时，防爆阀可以在电池包内部压力急剧上升之前就能够在极短时间内开启，以将电池包内部的压力快速泻出，保证乘员安全。
当然，在该透气防爆膜6中，透气膜体1和电加热件2可以为单独的部件以形成组件例如以销售等，而在使用之，则可以将电加热件2的电阻件4接触在透气膜体1的膜面上，例如可以通过附带的导热胶粘贴在透气膜体1上。或者通过卡接件卡接贴附在透气膜体1上。
另外，在一种实施例中，电阻件4连接贴附在透气膜体1的膜面上以使得透气膜体1和电加热件2形成为单一部件，这样，在实际使用中，只需要将透气膜体1安装并将供电插接端口3和外部的插接端子插接连接即可。
透气膜体1和电加热件2形成为单一部件可以通过多种方式来实现，例如，一种方式中，电阻件4可以通过导热胶或粘结胶粘贴在透气膜体1的膜面上以使得透气膜体1和电加热件2形成为单一部件，也就是形成为一体件。或者，另一种方式中，电阻件4上设置有柔性导热件例如柔性导热条比如金属条，柔性导热件可以从透气膜体1的一侧膜面穿入并从另一侧膜面穿出并卡在另一侧膜面上，从而将电阻件4连接贴附在透气膜体1的一侧膜面上，以使得透气膜体1和电加热件2形成为单一部件。
另外，透气防爆膜包括以下至少一种方式：方式一：电阻件4粘贴在透气膜体1的膜面上以使得透气膜体1和电加热件2形成为单一部件；例如，电阻件4可以通过导热胶或粘结胶粘贴在透气膜体1的膜面上。方式二：电阻件4为条状的电阻片，例如带条，电阻片的片面接触透气膜体1的膜面，这样，通过电阻片的片面可以有效地增大片面与透气膜体1的膜面的接触面积，电阻片在通电后能够更快地将透气膜体1熔穿以扩大熔穿通气口的尺寸。当然，可选择地，电阻件4可以为圆柱条。另外，电阻件4可以为电热丝。方式三：电阻件4包括增大与透气膜体1的膜面的接触面积的弯曲延伸段，这样，弯曲延伸段可以有效地增大与透气膜体1的膜面的接触面积，以使得弯曲延伸段在通电后能够更快地将透气膜体1熔穿以扩大熔穿通气口的长度尺寸和宽度尺寸；当然，弯曲延伸段可以为片状件或者圆条件。方式四：电阻件4在通电时能够在2s以内将透气膜体1熔穿，例如在1s以内，或者在1-1.5s内将透气膜体1熔穿。
另外，参考图2，透气防爆膜包括方式三时，一种实施例中，弯曲延伸段的两端相互靠近，这样，弯曲延伸段通电后将在透气膜体1上熔穿以形成与弯曲延伸段相同的熔穿口，该熔穿口可以将弯曲延伸段包围的内部区域膜体与透气膜体1的其他部分膜体脱离，而内部区域膜体与其他部分膜体仅在弯曲延伸段的相互靠近的两端之间的位置处连接，这样，内部区域膜体能够在气压的作用下翻开，以使得内部区域膜体占据的这部分也形成为熔穿通气口的一部分，从而显著地将熔穿通气口的尺寸扩大。或者，另一种可选择地实施例中，弯曲延伸段包括电阻内芯和包裹电阻内芯的导热套，电阻内芯的两端相互靠近，导热套的两端连接在一起以形成环形体，这样，电阻内芯通电后，产生的热量将通过环形的导热套也就是环形体将透气膜体1熔穿，从而将透气膜体1的位于环形体内的内部区域膜体与透气膜体1的其他部分膜体完全脱离，以使得环形体内的内部区域膜体占据的这部分也形成为熔穿通气口的一部分，从而显著地将熔穿通气口的尺寸扩大。
该透气防爆膜6装配在电池包的防爆阀上时，当电池包处于冷热交替或海拔变化的环境时，电池包内外存在压差，此时，可以通过透气膜体1将气体吸入或排出电池包内部，实现电池包内外压差的平衡。
另外，透气膜体1可以为防水透气膜体，以形成防水透气膜。该透气防爆膜6装配在电池包的防爆阀上时，当电池包处于冷热交替或海拔变化的环境时，电池包内外存在压差，此时，可以通过防水透气膜体将气体吸入或排出电池包内部，实现电池包内外压差的平衡，同时还可以实现防水的作用，防止水进入电池包内部产生安全隐患。
另外，本实用新型提供一种防爆阀，参照图1、图3、图4和图5，该防爆阀14包括阀体5和以上任意所述的透气防爆膜6，其中，阀体5包括透气通道18，透气膜体1覆盖透气通道18，电阻件4在通电将透气膜体1熔穿时通过熔穿通气口将防爆阀开启。
这样，如上的，通过熔穿通气口，可以使防爆阀快速开启并保持持续开启，以保持高的透气速率。该防爆阀应用在电池包上时，防爆阀可以在电池包内部压力急剧上升之前就能够在极短时间内开启，以将电池包内部的压力快速泻出，保证乘员安全。
另外，为了提升对透气防爆膜6的防护，参照图1、图3、图4和图5以及图6，防爆阀14包括防护透气网7和防护透气外盖8，其中，防护透气网7连接在阀体5的内侧端9上，透气膜体1夹持定位在防护透气网7和内侧端9之间，防护透气外盖8连接在阀体5的外侧端10上。这样，由于在透气膜体1的内外分别设置防护透气网7和防护透气外盖8例如金属网和透气防护盖，在透气的同时避免防水透气膜被异物刺破。
另外，供电插接端口3可以布置在任何位置处，例如，参考图2和图3，阀体5的内侧端9的端面上形成有容纳槽21，供电插接端口3设置在容纳槽21内。这样，例如在电池包中，可以从电池包的内部将供电插接端口3和电池包内部的主控线束24的分支线路的供电端子连接。
另外，参考图4，电阻件4可以在透气膜体1的中部位置延伸，当然，电阻件4也可以布置在透气膜体1的其他位置处。
阀体5可以具有任何结构，并可以通过能够满足实际使用需求的材料制得。例如，参考图1、图2-图6所示，阀体5为塑料件，内嵌螺母20随阀体5一体注塑，内嵌螺母20用于防爆阀与电池包的安装。阀体5上安装有密封圈19以用于防爆阀和电池包之间的密封。密封圈19的材料不限例如可以为橡胶密封圈或硅胶密封圈。参考图3，阀体5的背面设置有透气口23和位于透气口23内的卡扣22，防护透气外盖8通过卡扣22安装在阀体5上，防护透气外盖8上形成有透气孔，卡扣22的位置和个数不限，根据需要进行选取。另外，阀体5的内侧设置有安装防护透气网的安装卡扣，安装卡扣的数量和形式不限，防护透气网7可以通过安装卡扣和阀体5连接，以将透气膜体1夹持定位在防护透气网7和内侧端9之间。
另外，本实用新型提供一种电池包，参考图7和图8，该电池包17包括电池模组单元11、电池配电单元(电池配电盒)12、电池管理单元(或电池管理系统BMS)13和以上任意所述的防爆阀14，其中，防爆阀14的阀体5连接在电池包的壳体上，透气通道和电池包的内部连通；电池管理单元13和电池配电单元12连接，电池配电单元12供电插接端口3连接；其中，电池管理单元13设置为能够检测电池模组单元11的电池模组的状态，并能够接收电池模组15的电芯即将发生热失控的异常初始信号，电池管理单元13还设置为在接收到异常初始信号时能够控制电池配电单元12向电阻件4供电，以在热失控的电池模组的电芯爆燃之前将透气膜体1熔穿。
这样，由于电池管理单元设置为能够检测电池模组单元的电池模组的状态，并能够接收电池模组单元的电池模组的电芯即将发生热失控的异常初始信号，因此，当电池管理单元在接收到异常初始信号时能够控制电池配电单元向电阻件供电，由于电阻件的快速产热性能，因此，电阻件通电时可以在热失控的电池模组的电芯爆燃之前的极短时间内产生大量的热以将透气膜体熔穿，以在透气膜体上形成熔穿通气口，可以使防爆阀快速开启并保持持续开启，以保持高的透气速率。这样，防爆阀在电池包内部压力急剧上升之前就能够在极短时间内开启，以将电池包内部的压力快速泻出，保证乘员安全。因此，该电池包的安全性能得到显著提升。
另外，在该电池包中，由于设置有以上任意所述的防爆阀14，可以减少电池包上防爆阀应用的数量，比如，传统电池包使用多个防爆阀，因为不能确保一个防爆阀在热失控时开启的确定性，即热失控时，传统防爆阀有可能不开启。因此，本申请的电池包中，防爆阀的开启可控，故可以减少电池包上防爆阀应用的数量，增加经济性，有利于降低成本。
另外，通过以上任意所述的防爆阀14，与现有的防爆阀相比，在相同防爆阀直径下，本申请的防爆阀的透气速率最高，且降低了防爆阀重量，因此能够提升电池包的能量密度。
最后，本实用新型提供一种车辆，参考图8，该车辆包括位于车辆的驾驶室内的电池包异常提示单元16和以上所述的电池包17，其中，电池管理单元13和电池包异常提示单元16连接，电池管理单元13在接收到异常初始信号时能够向电池包异常提示单元16发送电池包异常提示信号，电池包异常提示单元16接收到电池包异常提示信号时发出电池包异常报警提示。这样，如上的，该车辆的行驶里程和安全性能得到显著的提升。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种透气防爆膜，其特征在于，包括透气膜体(1)和电加热件(2)，其中，
所述电加热件(2)包括电连接的供电插接端口(3)和电阻件(4)，其中，所述电阻件(4)能够接触在所述透气膜体(1)的膜面上，所述电阻件(4)在通电时能够将所述透气膜体(1)熔穿以在所述透气膜体(1)上形成熔穿通气口。
2.根据权利要求1所述的透气防爆膜，其特征在于，所述电阻件(4)连接贴附在所述透气膜体(1)的膜面上以使得所述透气膜体(1)和所述电加热件(2)形成为单一部件。
3.根据权利要求1所述的透气防爆膜，其特征在于，所述透气防爆膜包括以下至少一种方式：
方式一：所述电阻件(4)粘贴在所述透气膜体(1)的膜面上以使得所述透气膜体(1)和所述电加热件(2)形成为单一部件；
方式二：所述电阻件(4)为条状的电阻片，所述电阻片的片面接触所述透气膜体(1)的膜面；
方式三：所述电阻件(4)包括增大与所述透气膜体(1)的膜面的接触面积的弯曲延伸段；
方式四：所述电阻件(4)是一种在通电时能够在2s以内将所述透气膜体(1)熔穿的电阻件。
4.根据权利要求3所述的透气防爆膜，其特征在于，所述透气防爆膜包括所述方式三时，所述弯曲延伸段的两端相互靠近，
或者，
所述弯曲延伸段包括电阻内芯和包裹电阻内芯的导热套，所述电阻内芯的两端相互靠近，所述导热套的两端连接在一起以形成环形体。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的透气防爆膜，其特征在于，所述透气膜体(1)为防水透气膜体。
6.一种防爆阀，其特征在于，包括阀体(5)和权利要求1-5中任意一项所述的透气防爆膜(6)，其中，所述阀体(5)包括透气通道(18)，所述透气膜体(1)覆盖所述透气通道(18)，所述电阻件(4)在通电将所述透气膜体(1)熔穿时通过所述熔穿通气口将所述防爆阀开启。
7.根据权利要求6所述的防爆阀，其特征在于，所述防爆阀包括防护透气网(7)和防护透气外盖(8)，其中，所述防护透气网(7)连接在所述阀体(5)的内侧端(9)上，所述透气膜体(1)夹持定位在所述防护透气网(7)和所述内侧端(9)之间，所述防护透气外盖(8)连接在所述阀体(5)的外侧端(10)上。
8.根据权利要求6或7所述的防爆阀，其特征在于，所述阀体(5)的内侧端(9)的端面上形成有容纳槽(21)，所述供电插接端口(3)设置在所述容纳槽(21)内。
9.一种电池包，其特征在于，包括电池模组单元(11)、电池配电单元(12)、电池管理单元(13)和权利要求6-8中任意一项所述的防爆阀(14)，其中，
所述防爆阀(14)的所述阀体(5)连接在所述电池包的壳体上，所述透气通道和所述电池包的内部连通；
所述电池管理单元(13)和所述电池配电单元(12)连接，所述电池配电单元(12)所述供电插接端口(3)连接；
其中，所述电池管理单元(13)设置为能够检测所述电池模组单元(11)的电池模组的状态，并能够接收所述电池模组(15)的电芯即将发生热失控的异常初始信号，所述电池管理单元(13)还设置为在接收到所述异常初始信号时能够控制所述电池配电单元(12)向所述电阻件(4)供电，以在热失控的电池模组的电芯爆燃之前将所述透气膜体(1)熔穿。
10.一种车辆，其特征在于，包括位于车辆的驾驶室内的电池包异常提示单元(16)和权利要求9所述的电池包(17)，其中，所述电池管理单元(13)和所述电池包异常提示单元(16)连接，所述电池管理单元(13)在接收到所述异常初始信号时能够向所述电池包异常提示单元(16)发送电池包异常提示信号，所述电池包异常提示单元(16)接收到所述电池包异常提示信号时发出电池包异常报警提示。
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|---|---|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114397100A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-26 | 东软睿驰汽车技术（沈阳）有限公司 | 一种防爆阀安装数量确定方法及装置 |
| CN115395155A (zh) * | 2022-08-18 | 2022-11-25 | 华为数字能源技术有限公司 | 电池包、储能系统及电动汽车 |
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2020
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