CN220378972U - 一种新型低压防爆阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型低压防爆阀，包括阀体，阀体设有第一端和第二端，阀体内部形成贯穿第一端和第二端的通道，第一端设有与通道连通的第一槽体，第一槽体的底部与第一槽体的侧壁之间的夹角为锐角；透气膜，透气膜设置于阀体上且覆盖通道；泄压件，泄压件设置于阀体上且与透气膜间隔设置；防护盖，防护盖设置于第一槽体，防护盖的顶部与防护盖的侧壁之间的夹角为钝角，且钝角与锐角相互匹配。本实用新型通过将防护盖与阀体倒扣连接，可防止电池包外部的粉尘、异物等进入通道内，从而保障电池包的正常运作，防护盖与阀体倒扣连接还可防止泥沙等异物卡在防护盖与第一槽体之间的缝隙内，避免在快速泄压情况下防护盖不能脱离阀体的情况。

Description

一种新型低压防爆阀

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种新型低压防爆阀。

背景技术

电池包是电动汽车重要组成部件，安装在车辆底部的动力电池包需要达到IP67防护等级，由于电池在充放电过程中电芯发热和整车外部环境变化等因素的影响，需要实现电池包箱体内外气体流通才能保证箱体内外压力平衡，从而保证密封结构的可靠性；另外在电芯单体发生热失控等极端情况下电池包要能实现快速排气泄压。为此，在现在的电池包的箱体上通常安装有防爆阀。

目前动力电池采用的防爆阀主要包括刺破式防爆阀和金属弹簧往复式防爆阀，但现有的刺破式防爆阀只能针对高气压才可实现防爆作用，低气压时却无法有效达到爆破泄压，且现有的刺破式防爆阀不能有效阻挡泥沙等异物对透气膜的损坏，在密封箱体中环境温度持续升高时，由于热失控，箱体外壳内表面的温度低于环境温度平衡不了高密封产品内外的压差，无法快速实现爆破，轻则引起电路报警故障，重则会导致密封箱体起火爆炸。而金属弹簧往复式防爆阀的中间设置有阀芯，其虽可以做到低压开启，但因阀芯的存在导致金属弹簧往复式防爆阀不能形成直通无障碍的泄压通道，始终对防爆泄压目的造成阻碍，且存在泄压通道被堵塞的风险，进而造成动力电池包内的压力骤增，进而引发恶劣的爆炸现象。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种新型低压防爆阀。

本实用新型采用如下方案实现：一种新型低压防爆阀，包括阀体，所述阀体设置有第一端和第二端，所述阀体的内部形成贯穿所述第一端和所述第二端且用于进行流体交换的通道，所述第一端设置有与所述通道连通的第一槽体，所述第一槽体的底部与所述第一槽体的侧壁两者之间的夹角为锐角；透气膜，所述透气膜设置于所述阀体上且覆盖所述通道；泄压件，所述泄压件设置于所述阀体上且与所述透气膜间隔设置；防护盖，所述防护盖设置于所述第一槽体，所述防护盖的顶部与所述防护盖的侧壁之间的夹角为钝角，且所述钝角与所述锐角相互匹配。

进一步地，所述锐角为75°～85°。

进一步地，所述泄压件的顶部与所述透气膜的间隔距离为2mm-6mm。

进一步地，所述泄压件的顶部朝向所述透气膜设置，且所述泄压件的顶部呈圆锥状。

进一步地，所述第二端设置有与所述通道连通的第二槽体，所述透气膜设置于所述第二槽体上，所述第二槽体上设置有压盖。

进一步到，所述压盖包括支撑部，与所述支撑部外周连接的连接凸缘，所述支撑部上设置有贯穿所述支撑部的若干个通气孔。

进一步地，所述第一槽体上设置有环绕所述通道的防护凸台，所述防护凸台上设置有若干个第一通气槽，所述防护盖与所述防护凸台适配。

进一步地，所述防护盖的内侧壁周向间隔设置有若干个卡接块，所述防护盖的侧壁上设置有若干第二通气槽。

进一步地，所述防爆阀还包括一体成型于所述阀体上的支架，所述支架包括安装座，以及沿所述安装座边缘向外延伸的加强筋，所述加强筋的一端与所述安装座连接，所述加强筋的另一端与所述通道的侧壁连接。

进一步地，所述通道的横截面积小于1500mm²。

对比现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过将防护盖与阀体倒扣连接，可防止电池包外部的粉尘、异物等进入通道内，从而保障电池包的正常运作，防护盖与阀体倒扣连接还可防止泥沙等异物卡在防护盖与第一槽体之间的缝隙内，避免在快速泄压情况下防护盖不能脱离阀体的情况。当电池包发生热失控时，电池包内迅速释放巨大的气体和熔融物，电池包内的压力迅速上升，内部气体作用在透气膜上使其发生形变且朝向泄压件运动，泄压件刺破透气膜，与此同时，内部气体也会作用在防护盖上，将防护盖顶开，并脱离阀体，即通道被完全导通，形成无障碍泄压通道，可实现最大化泄压，此时，电池包内的气体或熔融物会通过通道急速向电池包外部排放，起到防爆的作用。

附图说明

图1为本实用新型提供的新型低压防爆阀结构示意图。

图2为本实用新型提供的新型低压防爆阀爆炸图一。

图3为本实用新型提供的新型低压防爆阀爆炸图二。

图4为图3A处的放大图。

图5为本实用新型阀体和保护盖的剖视图。

图6图5B处的放大图。

图中包括有：阀体10、第一端11、第二端12、通道13、第一槽体14、第二槽体15、防护凸台16、第一通气槽161、支架17、安装座171、加强筋172、锐角18、透气膜20、泄压件30、防护盖40、卡接块41、第二通气槽42、钝角43、压盖50、支撑部51、连接凸缘52、通气孔53、密封件60。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本实用新型，下面将结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步详细描述。

参照图1至图6，本实用新型的一种新型低压防爆阀，可应用于储能电池、新能源电池、机箱等密封箱体上。本实施例以安装在电池包外壳上为例进行说明。通过防爆阀，电池包内部的气体能够通过防爆阀释放到外界，从而对电池包起到泄压作用。然而，在电池包储存或使用的过程中，也会出现电池包内部的气压小于外界气压的情况。此时，外界环境中的气体也会通过防爆阀流入电池包的内部。

具体来说，电池包外壳上具有安装孔，新型低压防爆阀包括具有第一端11和第二端12的阀体10，第二端12连接于电池包外壳上，阀体10的内部形成贯穿第一端11和第二端12且用于进行流体交换的通道13，第一端11设有与通道13连通的第一槽体14，第一槽体14的底部与第一槽体14的侧壁之间形成的夹角为锐角18；阀体10上设有采用防水透气材料制成的透气膜20，透气膜20覆盖通道13，透气膜20能够保证电池包内部与外界环境中气体连通的同时，防止外界环境中的液体进入电池包的内部，实现防尘、防水及透气的作用；阀体10上设有泄压件30且其与透气膜20间隔设置，当电池包内部产生异常高压气体，例如发生热失控时，透气膜20产生形变被高压气体驱使朝向泄压件30运动，泄压件30具备弄破透气膜的能力，实现快速泄压的目的；第一槽体14上装配有覆盖通道13的防护盖40，防护盖40的顶部与防护盖40的侧壁之间形成的夹角为钝角43，且钝角43与锐角18相互匹配，例如互为补角。即防护盖40能够倒扣安装在第一槽体14内，可防止泥沙等异物卡在防护盖40与第一槽体14之间的缝隙内，避免在快速泄压情况下防护盖40不能脱离阀体10的情况，此外防护盖40能够降低透气膜20被泥沙等异物损坏的概率，对透气膜20起到保护作用，从而保障电池包的正常运作。当安装有该本实用新型的电池包发生热失控，电池包内气压增高时，透气膜20被泄压件30弄破，与此同时防护盖40会在电池包内部气体压力的作用下被顶开、并脱离阀体10，即通道13被完全导通，形成无障碍泄压通道，可实现最大化泄压，此时，电池包内的气体或固溶物会通过通道13急速向电池包外部排放，起到防爆的作用。

在本实施例中，第一槽体14的底部与述第一槽体14的侧壁之间形成的锐角18角度为75°～85°，该范围能够保证防护盖40倒扣安装在第一槽体14内的稳定性，有效防止外界的灰尘颗粒等卡在防护盖40与第一槽体14之间的缝隙内，同时确保当发快速泄压时，防护盖40能被电池包内部气体压力顶开、并脱离阀体10。

在本实施例中，泄压件30的顶部朝向透气膜20设置，且泄压件30的顶部呈圆锥状。可以理解的是，顶部呈圆锥状的泄压件30易于将透气膜20刺破，确保电池包出现热失控时泄压件30能够较容易刺破透气膜20，从而保证防爆阀的可靠性和稳定性。可选地，泄压件30采用金属材料制成，金属材质的泄压件30刚性强，不会随着电池包内压力的增加而变形，爆破压力更精准，避免了采用传统塑料材质的泄压件30刺破透气膜20时，塑料泄压件30变形导致爆破压力较大的问题，提高了防爆阀爆破压力的精度，从而提高了电池包的安全性能。

具体的，泄压件30的顶部与透气膜20的间隔距离为2mm-6mm。可以理解的是，当泄压件30的顶部与透气膜20的距离过小时，电池包机械运动时透气膜20容易被泄压件30误刺破；当泄压件30的顶部与透气膜20的距离过大时，电池包出现热失控时容易出现泄压件30无法刺破透气膜20的情况。在本实施例中，将泄压件30的顶部与透气膜20的距离设置为2mm-6mm，既能够避免电池包机械运动时透气膜20被泄压件30误刺破的现象，又能够确保电池包出现热失控时泄压件30能够较为容易刺破透气膜20，从而确保了防爆阀的可靠性和稳定性。

在本实施例中，第二端12设有与通道13连通的第二槽体15，透气膜20安装在第二槽体15内，为了保证透气膜20的稳定性，第二槽体15上适配有压盖50，压盖50还可以对透气膜20起到保护作用，防止防爆阀安装过程中，被其他结构划破，保证防爆阀的有效性。具体的压盖50包括支撑部51，与支撑部51外周连接的连接凸缘52，支撑部51上设有贯穿支撑部的若干个通气孔53，透气膜20设在支撑部51上并且覆盖通风孔53，支撑部51能为透气膜20提供一定的支撑。

为进一步实现隔绝外界的粉尘等杂质，避免杂质进入通道13内损坏透气膜20，第一槽体14上设有环绕通道13的防护凸台16，防护凸台16上设有若干个第一通气槽161，防护盖40与防护凸台16适配。若干个第一通气槽161沿防护凸台16的周向方向等间距间隔设置，确保电池包在正常工作情况下，可通过第一通气槽161与外界环境实现气体交换，保证电池包与外界气压平衡，防止电池包膨胀或者压缩。

在本实施例中，防护盖40的内侧壁周向间隔设有若干个卡接块41，卡接块41与防护凸台161过盈配合，以此实现防护盖40与阀体10的连接。为确保电池包在正常工作情况下防爆阀的透气量，防护盖40的侧壁上设有若干第二通气槽42。

防爆阀还包括一体成型于阀体10上的支架17，一体成型的结构，减少了防爆阀的零件个数，避免了存在安装、密封等问题。具体的，支架17包括安装座171，以及沿安装座171边缘向外延伸的加强筋172，加强筋172的一端与安装座171连接，加强筋172的另一端与通道13的侧壁连接。在本实施例中，泄压件30一体成型于安装座171的轴心位置。

为了能够在低压环境下实现爆破，又要保证爆破后直通外部的透气量，在本实施例中，通道13的横截面积小于1500mm²。

在本实施例中，阀体10上朝向电池包的一侧环设有限位凹槽，限位凹槽内设置有密封件60，且密封件60的端部伸出限位凹槽。具体的，密封件60为环状结构，环状结构的密封件60的剖面为方形或者圆形或其他图形，为提高密封件60安装在防爆阀上的稳定性，密封件60的两侧设有若干等间距分布的凸点，且能够完全压缩在密封槽内，密封件60不易脱落，有效提高密封防水效果。

在本实施例中，防爆阀还包括安装部，安装部沿阀体10的外沿设置，安装部采用法兰式安装结构，防爆阀通过安装部固定在电池包箱体上，在其他实施例中，也可以通过焊接或者卡扣的方式将防爆阀固定在电池包箱体上。

本实用新型的防爆阀在使用时，配合安装在电池包上。当电池包内部的气压小于外界环境的气压时，外界环境的气体通过防护盖40上的第二通气槽42、防护凸台16上的第一通气槽161进入到通道13中，而后穿过透气膜20，再穿过通气孔53进入电池包内部。当电池包内部的电池单元处于工作状态时，电池包内部会升温，导致内部的气体增大至大于外界环境的气压，电池包内部的热气会与上述相反的流向流通排出电池包，实现电池包内部与外界的气压平衡，避免电池包的箱体涨裂。在特殊情况下，例如电池包发生热失控时，电池包内迅速释放巨大的气体和熔融物，电池包内的压力迅速上升，内部气体作用在透气膜20上使其发生形变且朝向泄压件30运动，泄压件30刺破透气膜20，与此同时，内部气体也会作用在防护盖40上，将防护盖40顶开，并脱离阀体10，即通道13被完全导通，形成无障碍泄压通道，可实现最大化泄压，此时，电池包内的气体或熔融物会通过通道13急速向电池包外部排放，起到防爆的作用。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上， 除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语 “连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

虽然对本实用新型的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化，是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种新型低压防爆阀，其特征在于，包括：

阀体，所述阀体设置有第一端和第二端，所述阀体的内部形成贯穿所述第一端和所述第二端且用于进行流体交换的通道，所述第一端设置有与所述通道连通的第一槽体，所述第一槽体的底部与所述第一槽体的侧壁之间的夹角为锐角；

透气膜，所述透气膜设置于所述阀体上且覆盖所述通道；

泄压件，所述泄压件设置于所述阀体上且与所述透气膜间隔设置；

防护盖，所述防护盖设置于所述第一槽体，所述防护盖的顶部与所述防护盖的侧壁之间的夹角为钝角，且所述钝角与所述锐角相互匹配。

2.根据权利要求1所述的新型低压防爆阀，其特征在于，所述锐角为75°～85°。

3.根据权利要求1所述的新型低压防爆阀，其特征在于，所述泄压件的顶部与所述透气膜的间隔距离为2mm-6mm。

4.根据权利要求1所述的新型低压防爆阀，其特征在于，所述泄压件的顶部朝向所述透气膜设置，且所述泄压件的顶部呈圆锥状。

5.根据权利要求1所述的新型低压防爆阀，其特征在于，所述第二端设置有与所述通道连通的第二槽体，所述透气膜设置于所述第二槽体上，所述第二槽体上设置有压盖。

6.根据权利要求5所述的新型低压防爆阀，其特征在于，所述压盖包括支撑部，与所述支撑部外周连接的连接凸缘，所述支撑部上设置有贯穿所述支撑部的若干个通气孔。

7.根据权利要求1所述的新型低压防爆阀，其特征在于，所述第一槽体上设置有环绕所述通道的防护凸台，所述防护凸台上设置有若干个第一通气槽，所述防护盖与所述防护凸台适配。

8.根据权利要求7所述的新型低压防爆阀，其特征在于，所述防护盖的内侧壁周向间隔设置有若干个卡接块，所述防护盖的侧壁上设置有若干第二通气槽。

9.根据权利要求1所述的新型低压防爆阀，其特征在于，所述防爆阀还包括一体成型于所述阀体上的支架，所述支架包括安装座，以及沿所述安装座边缘向外延伸的加强筋，所述加强筋的一端与所述安装座连接，所述加强筋的另一端与所述通道的侧壁连接。

10.根据权利要求1-9任一项所述的新型低压防爆阀，其特征在于，所述通道的横截面积小于1500mm²。