CN220731723U - 防爆阀和电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种防爆阀和电池包。防爆阀包括：阀体，阀体内设置有排气通道，阀体的第一端设置有环形凹槽；所述环形凹槽包括第一侧壁、第二侧壁和连接所述第一侧壁和第二侧壁的底壁；第一侧壁相对于第二侧壁远离所述阀体的中心轴线，且从第一侧壁的底端到开口端的方向，第一侧壁向靠近所述中心轴线的方向倾斜设置；端盖，包括本体部以及环状的凸缘部，所述凸缘部设置于所述本体部的边缘；所述凸缘部具有弹性且设置于所述环形凹槽内，且与所述环形凹槽间隙配合；其中，所述凸缘部的外壁的最大直径大于所述第一侧壁的所述开口端的直径。本申请的防爆阀最大程度的提升了排气量，使热失控的气体能够快速从箱体排出，减小了热失控蔓延的风险。

Description

防爆阀和电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种防爆阀和电池包。

背景技术

电池包，特别是对于高比能的电池包，为了满足热失控的要求，需要一款在正常工况下防护能力强，而在热失控环境下高排气量的防爆阀，而传统的弹簧式防爆阀很难满足要求。

实用新型内容

本申请提供一种防爆阀和电池包，以解决或至少改善上述背景技术中的问题。

本申请实施例一方面提供一种防爆阀，用于电池包，所述防爆阀包括：阀体，所述阀体内设置有排气通道，所述阀体的第一端设置有环形凹槽；所述环形凹槽包括第一侧壁、第二侧壁和连接所述第一侧壁和所述第二侧壁的底壁；所述第一侧壁相对于所述第二侧壁远离所述阀体的中心轴线，且从所述第一侧壁的底端到开口端的方向，所述第一侧壁向靠近所述中心轴线的方向倾斜设置；端盖，所述端盖包括本体部以及环状的凸缘部，所述凸缘部设置于所述本体部的边缘；所述凸缘部具有弹性且设置于所述环形凹槽内，且与所述环形凹槽间隙配合；其中，所述凸缘部的外壁的最大直径大于所述第一侧壁的所述开口端的直径。

因此当电池包发生热失控时，热失控产生的气体在电池包箱体内逐渐积聚，当电池包内气体压力大于外界压力达到临界值时，该压力作用于端盖上使端盖完全脱离阀体，从而使排气通道完全与外界连通，因此最大程度的提升了排气量，使热失控的气体能够快速从箱体排出，减小了热失控蔓延的风险。

进一步地，在周向方向上，所述凸缘部包括多个间隔设置的第一区域和第二区域，所述第一区域的外壁相对于所述第二区域的外壁远离所述中心轴线；所述第一区域的外壁相对于所述中心轴线倾斜设置，且倾斜方向与所述第一侧壁的倾斜方向一致；所述第一区域外壁底端的直径大于所述第一侧壁的所述开口端的直径。

进一步地，所述第二区域的内壁形成有凸出部，所述凸出部具有与所述第二侧壁适配的弧面。

进一步地，在沿所述中心轴线的方向上，所述第一区域的高度大于所述第二区域的高度；所述阀体的所述第一端还设置有缺口，所述缺口连通所述排气通道和所述环形凹槽。

进一步地，所述阀体的所述第一端还有设置有导向面，所述导向面与所述第一侧壁的所述开口端连接。

进一步地，所述防爆阀还包括第一尖锥和透气膜，所述第一尖锥通过支撑件固定于所述阀体上并位于所述排气通道内，所述透气膜设置于所述阀体的第二端。

进一步地，所述第一尖锥通过至少两个连接臂连接到所述阀体上。

进一步地，所述连接臂上还设置有第二尖锥。

进一步地，所述阀体的材质包括金属或复合材料；和/或，所述端盖的材质为塑料。

此外，本申请还提供一种电池包，所述电池包包括：箱体；根据上述任一技术方案所述的防爆阀，所述防爆阀设置于所述箱体上。

附图说明

图1是本申请实施例的防爆阀安装于电池包箱体的结构示意图。

图2是本申请实施例的防爆阀的一个剖面图。

图3是本申请实施例的防爆阀的另一剖面图。

图4是本申请实施例的防爆阀阀体的结构示意图。

图5是本申请实施例的防爆阀端盖的结构示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右、内、外等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申请和简化描述，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。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。

参见图1至图5，提供了一种防爆阀，安装于电池包的箱体，防爆阀包括：阀体100，阀体100内设置有排气通道，阀体100的第一端设置有环形凹槽110，即环形凹槽110位于排气通道外围。具体的，环形凹槽110包括第一侧壁111、第二侧壁112和连接第一侧壁111和第二侧壁112的底壁113；第一侧壁111相对于第二侧壁112远离阀体100的中心轴线X，且从第一侧壁111的底端到开口端的方向，即在图2的视图下，在由下至上的方向上，第一侧壁111向靠近中心轴线X的方向倾斜设置。也即第一侧壁111开口端形成的圆的直径小于第一侧壁111底端形成的圆的直径。另外，可选的，第二侧壁112相对于中心轴线X也倾斜设置，其倾斜方向与第一侧壁111的倾斜方向一致。

防爆阀还包括端盖200，端盖200设置于环形凹槽110内，以覆盖排气通道。具体的，端盖200包括本体部210以及环状的凸缘部220；凸缘部220设置于本体部210的边缘。示例性的，本体部210为圆形或近似圆形，而凸缘部220设置于本体部的边缘而形成环状结构。凸缘部220具有弹性且设置于环形凹槽110内，且与环形凹槽110间隙配合。示例性的，端盖200的材质为塑料，即本体部210和凸缘部220均为塑料，塑料具有一定的弹性而具有形变能力，端盖可通过注塑工艺一体成型。示例性的，端盖的材料为聚苯硫醚(PPS塑料)。

其中，凸缘部220的外壁2201的最大直径大于第一侧壁111的开口端的直径。凸缘部220为环状结构，其外壁可构成圆形或外壁的部分区域为圆周的一部分，且凸缘部220的外壁可具有一定造型例如倾斜设置或具有隆起等结构，因此其具有最大直径，这在下文将继续描述。由此，当将端盖200装配入环形凹槽110内时，需要对凸缘部220施加一定的挤压力从而装配入环形凹槽110内；而当端盖200装配于环形凹槽110内时，由于第一侧壁111倾斜设置，因此环形凹槽110能够容纳凸缘部220且使凸缘部220与环形凹槽110形成间隙配合。示例性的，凸缘部220的外壁的最大直径比第一侧壁111的开口端的直径大0.05mm-0.15mm，例如0.1mm。

如此，当电池包安装于车辆上并处于正常行驶工况时，或者对电池包进行IPX9K等防水试验时，防爆阀的端盖200主要受到从外向内(即图2中由上至下)的作用力，该作用力向内挤压端盖200，在阀体100和环形凹槽110的限位下，端盖200被越压越紧，不会从阀体100上脱落；以及当排气通道内的气体压力较小时，端盖也不会脱离阀体，因此端盖200起到了正常的防护作用。但当排气通道内的气体压力增大，大于外界气压时，气体压力对端盖200施加从内向外(即图2中由下至上)的作用力，进而凸缘部220与第一侧壁111接触且第一侧壁111对凸缘部220产生挤压力，从而使凸缘部220产生变形，当内部气体压力大于外界气压达到临界值时，凸缘部220产生的变形量使凸缘部220能够完全脱离环形凹槽110，从而端盖200从阀体100上脱离。因此当电池包发生热失控时，热失控产生的气体在电池包箱体内逐渐积聚，当电池包内气体压力大于外界压力达到临界值时，该压力作用于端盖200上使端盖200完全脱离阀体100，从而使排气通道完全与外界连通，因此最大程度的提升了排气量，使热失控的气体能够快速从箱体排出，减小了热失控蔓延的风险。示例性的，当电池包内的气体压力大于外界气压12kpa-15kpa时，端盖200能够脱离阀体100。

继续参见图2、图3、图5，在周向方向上，凸缘部220包括多个间隔设置的第一区域220a和第二区域220b，第一区域220a的外壁相对于第二区域220b的外壁远离所述中心轴线X。示例性的，第一区域220a和第二区域220b的数量均为4个。因此第二区域220b的外壁相对于第一区域220a的外壁具有一定的凹入量。即在第一区域220a的外壁形成凸缘部220的外壁2201的最大直径。因而在正常工况下，主要由上述多个圆周上间隔分隔的第一区域220a的外壁与环形凹槽110的第一侧壁111接触并限位，从而保证了同轴度及可靠性；而在电池包发生热失控的情况下，作用于端盖100上的气体压力主要用于克服上述多个第一区域220a的凸缘部的弹性力，并且由于多个第一区域220a分隔设置，因此其相对更易变形且其变形力可控，进而保证了端盖200能够从阀体100上成功脱离。

在本实施例中，第一区域220a的外壁相对于中心轴线X倾斜设置，且倾斜方向与第一侧壁111的倾斜方向一致，这里的一致可理解为完全一致或基本一致，也即在图2所示的剖面下，第一区域220a的外壁的延伸方向与第一侧壁111的延伸方向平行或基本平行。第一区域220a外壁底端的直径大于第一侧壁111的开口端的直径。由此，通过上述设置，使得第一区域220a外壁底端为凸缘部220外壁的最大直径，对第一区域220a外壁底端施加一定的挤压力即可将凸缘部220装配入阀体100的环形凹槽110内，且在正常工况下，凸缘部220也不会从环形凹槽110内脱出。

而在其他的一些实施例中，在第一区域220a的外壁上可设置有隆起，从而隆起处形成凸缘部220外壁的最大直径。本申请只要保证凸缘部220外壁的最大直径大于第一侧壁111的开口端的直径，从而需通过挤压凸缘部220外壁才能使凸缘部220装配入环形凹槽110，且在正常使用工况下，凸缘部220不会脱离环形凹槽110，其均不脱离本申请的实质。

继续参见图5，第二区域220b的内壁形成有凸出部230，凸出部230具有与第二侧壁112适配的弧面。通过多个圆周上间隔设置的凸出部230，一方面提高了端盖200的强度，另一方面，通过凸出部230对凸缘部220在环形凹槽110的位置进行了限位，进一步提高了可靠性。

进一步的，阀体100的第一端还设置有缺口120，缺口120连通排气通道和环形凹槽110。示例性的，缺口120在阀体的周向上设置有多个，例如3个。因此排气通道通过缺口120与环形凹槽110气体连通。进一步的，在本实施例中，在沿所述中心轴线X的方向上，第一区域220a的高度大于第二区域220b的高度，从而当端盖200设置于环形凹槽110内，第二区域220b与环形凹槽110的底壁113之间具有一定间隙，从而环形凹槽110与外界气体连通。由此，当电池包内的气体压力高于外界气压时，电池包的气体经防爆阀的排气通道并通过缺口120进入环形凹槽110，继而通过上述间隙排入外界大气；反之，当电池包内的气体压力小于外界气压时，外界气体通过上述间隙进入环形凹槽110，继而通过缺口120并经排气通道进入电池包内部。由此，上述设置起到了电池包的呼吸作用，提高了电池包的安全性。

继续参见图2，阀体100的第一端还有设置有导向面130，导向面130与第一侧壁111的开口端连接。由此，当将端盖200装配入环形凹槽110时，导向面130对端盖200的凸缘部220进行导向，从而便于两者装配。

进一步的，在本实施例中，防爆阀为顶针式防爆阀。具体的，防爆阀包括第一尖锥140和透气膜150，第一尖锥140通过支撑件固定于阀体100上并位于排气通道内，透气膜150设置于阀体100的第二端。具体的，阀体100的第二端可选的被配置为包括位于阀体100内侧的台阶，透气膜150设置在台阶面上。另外，阀体100的第二端还设置有防护盖160，用于对透气膜150进行防护。

具体的，透气膜150具有透气功能且防尘防水，例如可采用聚四氟乙烯等材料制成，在电池包箱体内压力增大时气压会通过透气膜排出，实现透气；当箱体内部的压力达到临界值时，透气膜150向尖锥140的方向膨胀并与排气通道内的尖锥140接触，尖锥140会顶破透气膜150，从而完全打开排气通道，快速释放箱体内部的压力，实现防爆。

在本实施例中，结合图3和图4所示，尖锥140通过至少两个连接臂170连接到阀体100上。连接臂170在周向上均匀分布，对尖锥140起到固定作用，同时对端盖2在受到外部压力时起限位作用。可选的，尖锥140通过三个连接臂170连接到阀体100上。

可选的，连接臂170上还设有第二尖锥180，进一步提高刺破透气膜的效率和效果。

在一些实施例中，阀体100的材质可以是金属比如铝合金等，还可以是合成树脂、陶瓷、纤维等硬质复合材料，在满足强度要求的前提下，减轻重量。

继续参见图1和图3，阀体100的外侧设有至少两个安装部190，安装部190上设有紧固件安装孔191。当需要将防爆阀安装到电池包上时，紧固件比如螺栓或者螺钉通过紧固件安装孔190将防爆阀安装到电池包的箱体上。

此外，本申请还提供了一种电池包，电池包包括：箱体300；以及上述防爆阀，防爆阀设置于箱体300上，从而能够满足电池包的防爆需求。可选的，箱体300上可设置有多个防爆阀，起到更好的防爆效果。

最后，本申请还提供一种用电设备，包括如上所述的电池包，所述用电设备包括车辆或储能设备等。

应当说明的是，本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种防爆阀，用于电池包，其特征在于，所述防爆阀包括：

阀体，所述阀体内设置有排气通道，所述阀体的第一端设置有环形凹槽；所述环形凹槽包括第一侧壁、第二侧壁和连接所述第一侧壁和所述第二侧壁的底壁；所述第一侧壁相对于所述第二侧壁远离所述阀体的中心轴线，且从所述第一侧壁的底端到开口端的方向，所述第一侧壁向靠近所述中心轴线的方向倾斜设置；

端盖，所述端盖包括本体部以及环状的凸缘部，所述凸缘部设置于所述本体部的边缘；所述凸缘部具有弹性且设置于所述环形凹槽内，且与所述环形凹槽间隙配合；

其中，所述凸缘部的外壁的最大直径大于所述第一侧壁的所述开口端的直径。

2.根据权利要求1所述的防爆阀，其特征在于，在周向方向上，所述凸缘部包括多个间隔设置的第一区域和第二区域，所述第一区域的外壁相对于所述第二区域的外壁远离所述中心轴线；

所述第一区域的外壁相对于所述中心轴线倾斜设置，且倾斜方向与所述第一侧壁的倾斜方向一致；所述第一区域外壁底端的直径大于所述第一侧壁的所述开口端的直径。

3.根据权利要求2所述的防爆阀，其特征在于，所述第二区域的内壁形成有凸出部，所述凸出部具有与所述第二侧壁适配的弧面。

4.根据权利要求2所述的防爆阀，其特征在于，在沿所述中心轴线的方向上，所述第一区域的高度大于所述第二区域的高度；所述阀体的所述第一端还设置有缺口，所述缺口连通所述排气通道和所述环形凹槽。

5.根据权利要求1所述的防爆阀，其特征在于，所述阀体的所述第一端还有设置有导向面，所述导向面与所述第一侧壁的所述开口端连接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的防爆阀，其特征在于，所述防爆阀还包括第一尖锥和透气膜，所述第一尖锥通过支撑件固定于所述阀体上并位于所述排气通道内，所述透气膜设置于所述阀体的第二端。

7.根据权利要求6所述的防爆阀，其特征在于，所述第一尖锥通过至少两个连接臂连接到所述阀体上。

8.根据权利要求7所述的防爆阀，其特征在于，所述连接臂上还设置有第二尖锥。

9.根据权利要求1所述的防爆阀，其特征在于，所述阀体的材质包括金属或复合材料；和/或，所述端盖的材质为塑料。

10.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括：

箱体；

根据权利要求1-9中任一项所述的防爆阀，所述防爆阀设置于所述箱体上。