CN217544846U - 一种新能源车载电池的防爆结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新能源车载电池的防爆结构，包括安装部件、阀体、单向密封板、进气单向阀和排气单向阀，单向密封板上开设有进气通孔和出气通孔，进气单向阀包括第一活塞、第一弹性复位机构和第一端盖，第一端盖固定在单向密封板上，第一活塞在第一弹性复位机构弹力作用下能够移动至与单向密封板的下侧面贴合，将进气通孔封闭，排气单向阀包括第二活塞、第二弹性复位机构和第二端盖，第二活塞在第二弹性复位机构弹力作用下能够移动至与单向密封板的上侧面贴合，将出气通孔封闭；优点是具有较高的耐高温性能，不容易因高温受损而失效，能够可靠的将气道关闭，保证电池箱内部与外部大气之间的隔离，可靠性较高，且排气和进气控制精度较高。

Description

一种新能源车载电池的防爆结构

技术领域

本实用新型涉及一种防爆结构，尤其是涉及一种新能源车载电池的防爆结构。

背景技术

传统的新能源车载电池的防爆阀通常包括安装部件和阀体，安装部件固定在电池箱处，安装部件上设置有多个与电池箱内部相通的排气孔，阀体安装在安装部件上且伸到电池箱内部，阀体受力能够移动将多个排气孔封闭或者打开，阀体上设置有用于电池箱内部与外部大气流通的气道。防爆阀具有正常工作状态和防爆工作状态，防爆阀设置有开启气压。当电池箱内部气压不大于开启气压时，防爆阀处于正常工作状态，阀体将多个排气孔封闭，当电池箱内部气压快速升高至大于开启气压时，阀体在电池箱内部气体推力下移动将多个排气孔打开，防爆阀进入防爆工作状态，电池箱内部气体通过多个排气孔快速向外排出，实现防爆，在电池箱内部气压降低至不大于开启气压时，阀体复位将多个排气孔再次封闭，防爆阀再次进入正常工作状态。

在防爆阀处于正常工作状态时，由于电池箱内部气压会随着环境变化而变化，电池箱内部气压与外部大气压之间不可避免会出现偏差，即不平衡现象。此时电池箱内部与外部大气通过阀体上设置的气道进行交互流通。但是由于气道为通路，电池箱内部与外部大气保持导通，交互较多，外部大气中的湿空气会大量进入电池箱内部，容易导致电池包内部产生电器短路等故障。

为了解决上述问题，近期市面上出现了一种防爆结构，该防爆结构在上述防爆阀的气道中增加单向密封板、进气单向阀和排气单向阀，单向密封板将气道分隔为两部分，单向密封板上开设有与进气通孔和出气通孔，进气单向阀与进气通孔对应，用于封闭和打开进气通孔，排气单向阀与出气通孔对应，用于封闭和打开出气通孔。进气单向阀和排气单向阀的开启压力基于电池箱内部与外部大气之间的气压差来设置。该防爆结构在具有正常工作状态和防爆工作状态之外，还具有正压排气状态和负压吸气状态。当进气单向阀和排气单向阀都关闭时，进气通孔和出气通孔都被封闭，气道被关闭，此时认为电池箱内部气压与外部大气压平衡，该防爆结构处于正常工作状态。在防爆结构处于正常工作状态时，如果电池箱内部气压发生变化至小于外部大气压，且满足进气单向阀的开启压力时，此时进气单向阀打开，进气通孔的封闭解除，排气单向阀关闭，出气通孔封闭，气道被打开，该防爆结构进入负压吸气状态，外部大气通过气道进入电池箱内部调整其气压至与外部大气平衡，如果电池箱内部气压发生变化至大于外部大气压，且两者的偏差满足排气单向阀开启压力时，此时排气单向阀打开，出气通孔不再封闭，进气单向阀关闭，进气通孔封闭，气道被打开，该防爆结构进入正压排气状态，电池箱内部气体通过气道排出至外部，调整其气压至与外部大气平衡。

但是该防爆结构中的排气单向阀和进气单向阀均采用瓣膜式结构，而瓣膜式结构的开启和关闭依赖于其形变，故瓣膜式结构的材质通常为橡胶和塑料等弹性材料。由此，该防爆结构中排气单向阀和进气单向阀的耐高温性能比较差，容易因高温受损而失效，从而无法将出气通孔或者进气通孔完全打开或封闭，以致气道无法完全打开或关闭，并且，瓣膜式结构在进行排气和进气控制时，由于其为柔性产品，控制精度不高，目前仅能够将电池箱内外压差控制在正负0.5KPa。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种排气单向阀和进气单向阀具有较高的耐高温性能，不容易因高温受损而失效，从而在电池箱内部气压与外部大气平衡时，能够可靠的将气道关闭，保证电池箱内部与外部大气之间的隔离，可靠性较高，且排气和进气控制精度较高，能够将电池箱内外压差控制在正负0.1KPa的新能源车载电池的防爆结构。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种新能源车载电池的防爆结构，包括安装部件和阀体，所述的安装部件固定在电池箱上，所述的安装部件上设置有N个与电池箱内部相通的排气孔，N为大于等于1的整数，所述的阀体安装在所述的安装部件上，当所述的阀体受力时，所述的阀体能够移动将N个排气孔封闭或者打开，所述的阀体上设置有用于电池箱内部与外部大气流通的气道，所述的气道内设置有单向密封板、进气单向阀和排气单向阀，所述的单向密封板将所述的气道分为两部分，所述的单向密封板上开设有进气通孔和出气通孔，所述的进气单向阀设置在所述的进气通孔下侧，用于将所述的进气通孔封闭或者打开，所述的排气单向阀设置在所述的出气通孔上侧，用于将所述的出气通孔封闭或者打开，所述的进气单向阀包括第一活塞、第一弹性复位机构和第一端盖，所述的第一端盖固定在所述的单向密封板上，所述的第一活塞位于所述的第一端盖的上侧，所述的第一活塞和所述的第一端盖通过所述的第一弹性复位机构连接，所述的第一活塞在所述的第一弹性复位机构弹力作用下能够移动至与所述的单向密封板的下侧面贴合，将所述的进气通孔封闭，所述的排气单向阀包括第二活塞、第二弹性复位机构和第二端盖，所述的第二端盖固定在所述的单向密封板上，所述的第二活塞位于所述的第二端盖的下侧，所述的第二活塞和所述的第二端盖通过所述的第二弹性复位机构连接，所述的第二活塞在所述的第二弹性复位机构弹力作用下能够移动至与所述的单向密封板的上侧面贴合，将所述的出气通孔封闭。

所述的第一弹性复位机构和所述的第二弹性复位机构均采用弹簧实现。

所述的一种新能源车载电池的防爆结构还包括过滤装置，所述的过滤装置位于电池箱内部，所述的过滤装置包括外壳、蜂窝滤芯、内壳和纤维滤芯，所述的外壳、所述的蜂窝滤芯、所述的内壳和所述的纤维滤芯同轴依次设置，所述的蜂窝滤芯位于所述的外壳内部且两者之间具有间隙，所述的内壳位于所述的蜂窝滤芯内部且两者之间具有间隙，所述的纤维滤芯位于所述的内壳内且两者之间具有间隙，所述的外壳、所述的蜂窝滤芯、所述的纤维滤芯和所述的内壳分别安装在所述的安装部件上，所述的阀体伸入所述的纤维滤芯内，所述的外壳侧壁上设置有用于电池箱内部气体进入其内的多个第一通孔，所述的内壳下端设置有沿一圈分布且向上凸起的多个开口。该结构中，当电池箱内电池包热失控以后产生粒子状火焰或者浓烟时，粒子状火焰或者浓烟通过外壳侧壁上的多个第一通孔进入外壳内部，蜂窝滤芯对粒子状火焰或者浓烟进行初步过滤后，其中粒子状火焰在内壳阻挡下，无法从内壳处排出，从而避免电池箱外部器件受到火焰灼烧受损，而浓烟通过内壳下端的多个开口进入内壳中，最终通过纤维滤芯过滤，以降低烟气的浓度。

所述的阀体包括阀盖、底板、e-ptfe膜、两端开口的管体、底盖和第三弹性复位机构，所述的阀盖与所述的底板连接且两者之间设置有第一密封圈，所述的阀盖与所述的底板之间形成空腔，所述的e-ptfe膜位于所述的空腔内，且附着在所述的底板的上端面上，所述的底板安装在所述的安装部件上且两者之间设置有第二密封圈，所述的管体位于所述的底板下方，且固定在所述的底板上，所述的管体穿过所述的安装部件伸到所述的电池箱内部，所述的底盖将所述的管体的下端封闭，所述的第三弹性复位机构分别固定在所述的安装部件和所述的管体上，所述的阀盖的侧壁上设置有沿一圈间隔分布的多个第二通孔，所述的底板上设置有多个上下贯穿的第三通孔，所述的底盖上设置有多个上下贯穿的第四通孔，多个第二通孔、所述的阀盖与所述的底板之间形成的空腔、多个第三通孔、所述的管体的内部和多个第四通孔形成所述的气道，所述的单向密封板、所述的进气单向阀和所述的排气单向阀设置在所述的管体的内部，所述的第一端盖和所述的第二端盖固定在所述的单向密封板上。

所述的第三弹性复位机构采用弹簧实现，所述的第三弹性复位机构套在所述的管体外侧。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于通过第一活塞、第一弹性复位机构和第一端盖构成进气单向阀，通过第二活塞、第二弹性复位机构和第二端盖构成排气单向阀，第一端盖固定在单向密封板上，第一活塞位于第一端盖的上侧，第一活塞和第一端盖通过第一弹性复位机构连接，第一活塞在第一弹性复位机构弹力作用下能够移动至与单向密封板的下侧面贴合，将进气通孔封闭，第二端盖固定在单向密封板上，第二活塞位于第二端盖的下侧，第二活塞和第二端盖通过第二弹性复位机构连接，第二活塞在第二弹性复位机构弹力作用下能够移动至与单向密封板的上侧面贴合，将出气通孔封闭，当第一活塞在第一弹性复位机构作用下将进气通孔封闭，第二活塞在第二弹性复位机构作用下将出气通孔封闭时，进气单向阀和排气单向阀都关闭，防爆结构处于正常工作状态，此时认为电池箱内部气压与外部大气压平衡，在防爆结构处于正常工作状态时，如果电池箱内部气压发生变化至小于外部大气压，且满足进气单向阀的开启压力时，此时第一活塞受力向下移动与单向密封板分离，进气单向阀打开，进气通孔的封闭解除，第二活塞受到向下的力，仍与单向密封板保持贴合，排气单向阀关闭，出气通孔封闭，气道被单向打开，该防爆结构进入负压吸气状态，外部大气通过气道进入电池箱内部调整其气压至与外部大气平衡，如果电池箱内部气压发生变化至大于外部大气压，且两者的偏差满足排气单向阀开启压力时，此时第二活塞受力向上移动与单向密封板分离，排气单向阀打开，出气通孔不再封闭，第一活塞受到向上的力，仍与单向密封板保持贴合，进气单向阀关闭，进气通孔封闭，气道被单向打开，该防爆结构进入正压排气状态，电池箱内部气体通过气道排出至外部，调整其气压至与外部大气平衡，由此本实用新型通过第一活塞和第二活塞上下移动与单向密封板的贴合来实现密封，第一活塞和第二活塞不需要产生形变，进气单向阀和排气单向阀能够采用耐温性能较高的金属材料（例如不锈钢，耐高温可以达到1200℃以上）制备，排气单向阀和进气单向阀具有较高的耐高温性能，不容易因高温受损而失效，从而在电池箱内部气压与外部大气平衡时，能够可靠的将气道关闭，保证电池箱内部与外部大气之间的隔离，可靠性较高，从而也能够更加有效的阻止外部氧气进入电池箱内部，在电池包燃烧时起到阻燃的作用，降低燃烧力度，为乘车人争取更多的逃生时间，同时第一活塞和第二活塞为硬质材料，不会产生形变，与单向密封板之间的配合精度更高，由此排气和进气控制精度较高，能够将电池箱内外压差控制在正负0.1KPa。

附图说明

图1为本实用新型的新能源车载电池的防爆结构的立体图；

图2为本实用新型的新能源车载电池的防爆结构的侧视图；

图3为本实用新型的新能源车载电池的防爆结构的俯视图；

图4为本实用新型的新能源车载电池的防爆结构的爆炸视图；

图5为本实用新型的新能源车载电池的防爆结构的剖视图；

图6为本实用新型的新能源车载电池的防爆结构在正压排气状态时的气体流向状态图；

图7为本实用新型的新能源车载电池的防爆结构在负压进气状态时的气体流向状态图；

图8为本实用新型的新能源车载电池的防爆结构在防爆工作状态时的气体流向状态图；

图9为本实用新型的新能源车载电池的防爆结构在正常工作状态时的气体流向状态图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例：如图1至图5所示，一种新能源车载电池的防爆结构，包括安装部件1和阀体2，安装部件1固定在电池箱上（两者之间设置有密封圈30），安装部件1上设置有4个与电池箱内部相通的排气孔3，4个排气孔3沿一圈均匀间隔分布，阀体2安装在安装部件1上，当阀体2受力时，阀体2能够移动将4个排气孔3封闭或者打开，阀体2上设置有用于电池箱内部与外部大气流通的气道，气道内设置有单向密封板4、进气单向阀41和排气单向阀42，单向密封板4将气道分为两部分，单向密封板4上开设有进气通孔5和出气通孔6，进气单向阀41设置在进气通孔5下侧，用于将进气通孔5封闭或者打开，排气单向阀42设置在出气通孔6上侧，用于将出气通孔6封闭或者打开，进气单向阀41包括第一活塞7、第一弹性复位机构8和第一端盖9，第一端盖9固定在单向密封板4上，第一活塞7位于第一端盖9的上侧，第一活塞7和第一端盖9通过第一弹性复位机构8连接，第一活塞7在第一弹性复位机构8弹力作用下能够移动至与单向密封板4的下侧面贴合，将进气通孔5封闭，排气单向阀42包括第二活塞10、第二弹性复位机构11和第二端盖12，第二端盖12固定在单向密封板4上，第二活塞10位于第二端盖12的下侧，第二活塞10和第二端盖12通过第二弹性复位机构11连接，第二活塞10在第二弹性复位机构11弹力作用下能够移动至与单向密封板4的上侧面贴合，将出气通孔6封闭。

本实施例中，第一弹性复位机构8和第二弹性复位机构11均采用弹簧实现。

本实施例中，新能源车载电池的防爆结构还包括过滤装置，过滤装置位于电池箱内部，过滤装置包括外壳13、蜂窝滤芯14、内壳15和纤维滤芯16，外壳13、蜂窝滤芯14、内壳15和纤维滤芯16同轴依次设置，蜂窝滤芯14位于外壳13内部且两者之间具有间隙，内壳15位于蜂窝滤芯14内部且两者之间具有间隙，纤维滤芯16位于内壳15内且两者之间具有间隙，外壳13、蜂窝滤芯14、纤维滤芯16和内壳15分别安装在安装部件1上，阀体2伸入纤维滤芯16内，外壳13侧壁上设置有用于电池箱内部气体进入其内的多个第一通孔17，内壳15下端设置有沿一圈分布且向上凸起的多个开口18。其中，外壳13为上端开口下端封闭的筒体，蜂窝滤芯14通过在上下两端开口的筒体上开设呈蜂窝状的多个通孔实现，内壳15通过在上下两端开口的筒体下端设置多个开口18实现，纤维滤芯16为上端开口下端封闭的筒状。

本实施例中，阀体2包括阀盖19、底板20、e-ptfe膜21、两端开口的管体22、底盖23和第三弹性复位机构24，阀盖19与底板20连接且两者之间设置有第一密封圈25，阀盖19与底板20之间形成空腔，e-ptfe膜21位于空腔内，且附着在底板20的上端面上，底板20安装在安装部件1上且两者之间设置有第二密封圈26，管体22位于底板20下方，且固定在底板20上，管体22穿过安装部件1伸到电池箱内部，底盖23将管体22的下端封闭，第三弹性复位机构24分别固定在安装部件1和管体22上底盖23之间，阀盖19的侧壁上设置有沿一圈间隔分布的多个第二通孔27，底板20上设置有多个上下贯穿的第三通孔28，底盖23上设置有多个上下贯穿的第四通孔29，多个第二通孔27、阀盖19与底板20之间形成的空腔、多个第三通孔28、管体22的内部和多个第四通孔29形成气道，单向密封板4、进气单向阀和排气单向阀设置在管体22的内部，第一端盖9和第二端盖12固定在单向密封板4上。

本实施例中，第三弹性复位机构24采用弹簧实现，第三弹性复位机构24套在管体22外侧。

本实施例中，单向密封板4、进气单向阀、排气单向阀、外壳13、蜂窝滤芯14、内壳15、阀盖19、底板20、管体22、底盖23和第三弹性复位机构24的材料均为不锈钢。

如图6至图9所示，本实施例的新能源车载电池的防爆结构的具体工作过程为：新能源车载电池的防爆结构具有正常工作状态、负压吸气状态、正压排气状态和防爆工作状态。当第一活塞7在第一弹性复位机构8作用下将进气通孔5封闭，第二活塞10在第二弹性复位机构11作用下将出气通孔6封闭时，进气单向阀和排气单向阀都关闭，防爆结构处于正常工作状态，此时认为电池箱内部气压与外部大气压平衡，在防爆结构处于正常工作状态时，如果电池箱内部气压发生变化至小于外部大气压，且满足进气单向阀的开启压力（预先设定）时，此时第一活塞7受力向下移动与单向密封板4分离，进气单向阀打开，进气通孔5的封闭解除，第二活塞10在第二弹性复位机构11作用下，仍与单向密封板4保持贴合，排气单向阀关闭，出气通孔6封闭，气道被单向打开，该防爆结构进入负压吸气状态，外部大气通过气道进入电池箱内部调整其气压至与外部大气平衡，如果电池箱内部气压发生变化至大于外部大气压，且两者的偏差满足排气单向阀开启压力（预先设定）时，此时第二活塞10受到向力向上移动与单向密封板4分离，排气单向阀打开，出气通孔6不再封闭，第一活塞7在第一弹性复位机构8作用下仍与单向密封板4保持贴合，进气单向阀关闭，进气通孔5封闭，气道被单向打开，该防爆结构进入正压排气状态，电池箱内部气体通过气道排出至外部，调整其气压至与外部大气平衡，当电池箱内部气压快速升高至大于防爆开启气压（预先设定）时，阀体2在电池箱内部气体推力下移动将4个排气孔3打开，防爆结构进入防爆工作状态，电池箱内部气体通过4个排气孔3快速向外排出，实现防爆，在电池箱内部气压降低至不大于防爆开启气压时，阀体2在第三弹性复位机构24作用下复位将4个排气孔3再次封闭，防爆阀再次进入正常工作状态。当防爆阀进入防爆工作状态的同时，第二活塞10也会受力向上移动与单向密封板4分离，将气道单向打开进行排气。

Claims (5)

1.一种新能源车载电池的防爆结构，包括安装部件和阀体，所述的安装部件固定在电池箱上，所述的安装部件上设置有N个与电池箱内部相通的排气孔，N为大于等于1的整数，所述的阀体安装在所述的安装部件上，当所述的阀体受力时，所述的阀体能够移动将N个排气孔封闭或者打开，所述的阀体上设置有用于电池箱内部与外部大气流通的气道，所述的气道内设置有单向密封板、进气单向阀和排气单向阀，所述的单向密封板将所述的气道分为两部分，所述的单向密封板上开设有进气通孔和出气通孔，所述的进气单向阀设置在所述的进气通孔下侧，用于将所述的进气通孔封闭或者打开，所述的排气单向阀设置在所述的出气通孔上侧，用于将所述的出气通孔封闭或者打开，其特征在于所述的进气单向阀包括第一活塞、第一弹性复位机构和第一端盖，所述的第一端盖固定在所述的单向密封板上，所述的第一活塞位于所述的第一端盖的上侧，所述的第一活塞和所述的第一端盖通过所述的第一弹性复位机构连接，所述的第一活塞在所述的第一弹性复位机构弹力作用下能够移动至与所述的单向密封板的下侧面贴合，将所述的进气通孔封闭，所述的排气单向阀包括第二活塞、第二弹性复位机构和第二端盖，所述的第二端盖固定在所述的单向密封板上，所述的第二活塞位于所述的第二端盖的下侧，所述的第二活塞和所述的第二端盖通过所述的第二弹性复位机构连接，所述的第二活塞在所述的第二弹性复位机构弹力作用下能够移动至与所述的单向密封板的上侧面贴合，将所述的出气通孔封闭。

2.根据权利要求1所述的一种新能源车载电池的防爆结构，其特征在于所述的第一弹性复位机构和所述的第二弹性复位机构均采用弹簧实现。

3.根据权利要求1所述的一种新能源车载电池的防爆结构，其特征在于还包括过滤装置，所述的过滤装置位于电池箱内部，所述的过滤装置包括外壳、蜂窝滤芯、内壳和纤维滤芯，所述的外壳、所述的蜂窝滤芯、所述的内壳和所述的纤维滤芯同轴依次设置，所述的蜂窝滤芯位于所述的外壳内部且两者之间具有间隙，所述的内壳位于所述的蜂窝滤芯内部且两者之间具有间隙，所述的纤维滤芯位于所述的内壳内且两者之间具有间隙，所述的外壳、所述的蜂窝滤芯、所述的纤维滤芯和所述的内壳分别安装在所述的安装部件上，所述的阀体伸入所述的纤维滤芯内，所述的外壳侧壁上设置有用于电池箱内部气体进入其内的多个第一通孔，所述的内壳下端设置有沿一圈分布且向上凸起的多个开口。

4.根据权利要求1所述的一种新能源车载电池的防爆结构，其特征在于所述的阀体包括阀盖、底板、e-ptfe膜、两端开口的管体、底盖和第三弹性复位机构，所述的阀盖与所述的底板连接且两者之间设置有第一密封圈，所述的阀盖与所述的底板之间形成空腔，所述的e-ptfe膜位于所述的空腔内，且附着在所述的底板的上端面上，所述的底板安装在所述的安装部件上且两者之间设置有第二密封圈，所述的管体位于所述的底板下方，且固定在所述的底板上，所述的管体穿过所述的安装部件伸到所述的电池箱内部，所述的底盖将所述的管体的下端封闭，所述的第三弹性复位机构分别固定在所述的安装部件和所述的管体上，所述的阀盖的侧壁上设置有沿一圈间隔分布的多个第二通孔，所述的底板上设置有多个上下贯穿的第三通孔，所述的底盖上设置有多个上下贯穿的第四通孔，多个第二通孔、所述的阀盖与所述的底板之间形成的空腔、多个第三通孔、所述的管体的内部和多个第四通孔形成所述的气道，所述的单向密封板、所述的进气单向阀和所述的排气单向阀设置在所述的管体的内部，所述的第一端盖和所述的第二端盖固定在所述的单向密封板上。

5.根据权利要求4所述的一种新能源车载电池的防爆结构，其特征在于所述的第三弹性复位机构采用弹簧实现，所述的第三弹性复位机构套在所述的管体外侧。

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