用于电池测试设备的安全阀及电池测试设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及电池安全测试装置领域，公开了一种用于电池测试设备的安全阀及电池测试设备，该电池测试设备包括形成有测试腔(31)的设备壳体(3)，所述安全阀包括：阀座(51)，该阀座(51)贯穿形成有的中间通道(511)并能够连接至所述设备壳体(3)；膜片(52)，该膜片(52)设置为隔断所述中间通道(511)的连通，并且，该膜片(52)能够在所述中间通道(511)两端的压差达到设定值时在该压差作用下破裂。在电池测试过程中，当电池测试设备的测试腔(31)气压升高至设定值时，膜片(52)破裂，从而能够使测试腔(31)释放压力，限定该测试腔(31)所容许的最大压力。
【专利说明】
用于电池测试设备的安全阀及电池测试设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及电池安全测试装置，具体地，涉及一种用于电池测试设备的安全阀。此外，本实用新型还涉及一种设有所述安全阀的电池测试设备。【背景技术】
[0002]电池(包括热电池单体和电池组、锂离子电池等)在使用时可能处于不同的工作环境中，因而表现出不同的性能。例如，在高温和/或高压等极端状况下，可能出现过放、过冲等导致损坏电池可逆性的现象发生，甚至直接导致电池爆炸，威胁用户安全。因此，电池在投入使用之前通常需要进行安全性测试。
[0003]传统的电池安全性测试主要包括针刺、挤压、冲击等，即在被测电池充满电的状态下，利用钢钉、钢棒、挤压设备等施压元件或设备刺穿、冲击、挤压该被测电池，观测其是否发生起火、爆炸等现象。【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种用于电池测试设备的安全阀，该安全阀便于设定电池测试设备的测试腔所容许的最大压力。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于电池测试设备的安全阀，所述电池测试设备包括形成有测试腔的设备壳体，所述安全阀包括:阀座，该阀座贯穿形成有的中间通道并能够连接至所述设备壳体;膜片，该膜片设置为隔断所述中间通道的连通，并且，该膜片能够在所述中间通道两端的压差达到设定值时在该压差作用下破裂。
[0006]优选地，所述阀座的一端端部外周面上形成有用于连接至所述设备壳体的外螺纹。
[0007]优选地，所述安全阀还包括具有环形形状的压紧件，该压紧件连接至所述阀座并将所述膜片固定至所述中间通道内或所述阀座的一端。
[0008]优选地，所述中间通道内形成有台阶面，所述压紧件连接为抵靠于所述台阶面上以将所述膜片夹紧固定至该压紧件与所述台阶面之间。
[0009]优选地，所述中间通道的与所述台阶面的外缘相邻的部分形成有内螺纹，所述压紧件上形成有用于螺接至该内螺纹的外螺纹。
[0010]优选地，所述压紧件上形成有用于与拆装工具配合的螺纹拆装配合结构。[〇〇11]优选地，所述螺纹拆装配合结构为形成于所述压紧件的背向所述台阶面的端面上的一字型凹槽。
[0012]优选地，所述台阶面和所述压紧件的朝向该台阶面的端面中的至少一者上形成凹槽部，另一者上形成有与该凹槽部匹配的凸起部。
[0013]优选地，所述膜片为金属膜片、PP膜、PE膜中的一者。
[0014]此外，本实用新型还提供一种电池测试设备，该电池测试设备包括形成有测试腔的设备壳体，所述设备壳体上连接有本实用新型提供的安全阀，当所述测试腔内的气压达到设置值时，该安全阀打开以使得所述测试腔与所述设备壳体的外侧空间连通。
[0015]通过上述技术方案，在电池测试过程中，当电池测试设备的测试腔气压升高至设定值时，膜片破裂，从而能够使测试腔释放压力，限定该测试腔所容许的最大压力。
[0016]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】
[0017]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0018]图1是具有本实用新型一种优选实施方式的安全阀的电池测试设备的剖视结构示意图；
[0019]图2a和图2b分别是图1所示电池测试设备中的安全阀的剖视图。
[0020]附图标记说明[〇〇21]1支撑加热机构11加热板12石墨垫板[〇〇22]2施压机构21施压元件21a压力推板[〇〇23]3设备壳体31测试腔32上套筒[〇〇24]33下套筒4动力装置5安全阀
[0025]51 阀座511中间通道512台阶面
[0026]5121凹槽部52膜片53压紧件[〇〇27]531凸起部6摄像装置【具体实施方式】
[0028]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0029]为了更好地理解本实用新型的技术方案，以下将首先对具有安全阀5的电池测试设备进行说明，然后对本实用新型提供的安全阀5进行说明。
[0030]参照图1，所示为电池测试设备，包括支撑加热机构1和施压机构2。
[0031]其中，被测电池(未示出)可以支撑在支撑加热机构1上，并由该支撑加热机构1加热，以便于使被测电池具有所需的测试温度。通过控制发热元件(如下述电热板11)，可以使被测电池具有不同的温度。
[0032]施压机构2具有施压元件21(如压力推板21a或撞针等)，该施压元件21能够被如动力装置4驱动以靠近或远离支撑加热机构1，从而在该支撑加热机构1上挤压被测电池。可以理解的是，此处所述挤压包括如利用撞针、压力推板21a等各类型施压元件21刺入、冲击或压紧被测电池，只要施压元件21在被测电池上施加有压力作用，均属于本实用新型的构思范畴。另外，施压机构2还具有第一压力传感器22，该第一压力传感器22能够在施压元件21 靠近支撑加热机构1并作用于被测电池时测量支撑在支撑加热机构1上的被测电池承受的压力，这种压力可以是冲击作用下的瞬时(或短时间)内的压力值，也可以是压力推板21a施加在被测电池上的逐渐变化的压力。
[0033]电池测试设备可以形成为多种结构形式，通过支撑加热机构1加热被测电池，使之处于不同的测试温度条件下(辅以测温元件可以控制测试温度)，并通过施压机构2的施压元件21在被测电池上施加压力，以刺穿、冲击、挤压被测电池，同时由第一压力传感器22测量施加的压力，能够对被测电池进行多种安全性测试，并便于在单次或较少次数的测试中获得被测电池发生起火、爆炸等时的极限压力条件，能够有效节约电池材料、降低测试成本。
[0034]参照图1所示，在该电池测试设备中，可以包括设备壳体3,该设备壳体3形成有测试腔31。在此情形下，电池测试设备的主要的功能性部件(如支撑加热机构1和施压机构2 等)可以设置在该测试腔31内，并在该测试腔31内完成安全性测试，以避免测试过程中被测电池发生燃烧、爆炸等对试验人员造成伤害。例如，在图示实施方式中，支撑加热机构1具有用于支撑被测电池的支撑面(如石墨垫板12的上表面)，该支撑面位于测试腔31内，施压元件21在该测试腔31内运动以靠近或远离支撑加热机构1，从而在靠近时向支撑面上的被测电池施加压力，此时，若电池发生燃烧、爆炸，则火焰或爆炸碎片可以被设备壳体3限定在测试腔31内，避免伤及试验人员。另外，通过随后的说明可以看出，可以将设备壳体3设置为具有竖直延伸的测试腔31，支撑加热机构1的支撑面位于水平方向，施压元件21在竖直方向上移动以对被测电池施加压力，从而能够方便地放置/安装各个部分。例如，施压机构2及其动力装置4可以安装于设备壳体3的上端壁，支撑加热机构1放置于测试腔31的底部。
[0035]为了便于将被测电池放置于支撑加热机构1的支撑面上，并便于安装、维修及更换测试腔31内的部件，可以将设备壳体3设置为分体式结构。具体地，如图1所示，设备壳体3可以包括上套筒32和下套筒33,该上套筒32和下套筒33分别具有相对的开口并彼此对接(如通过法兰)。施压机构2安装至上套筒32的上端壁，且其施压元件21可以与动力装置4(如步进电机等)的动力输出端传动连接，为此，动力装置4可以设置于上套筒32的上端壁外侧面上。支撑加热机构1设置于下套筒33的下端壁的内侧面上，并可以利用引线电连接至如位于设备壳体3外侧的电源。[〇〇36]继续参照图1所示，支撑加热机构1可以包括加热板11和石墨垫板12,该石墨垫板 12贴合设置于加热板11的上侧并能够支撑被测电池(如通过形成上表面作为支撑面)。加热板11可以具有电热丝，当该电热丝通电时，通过石墨垫板12能够对被测电池加热。在该优选实施方式中，设置石墨垫板12主要用于热电池(组)的测试，在放电过程用作集流体。对于其他类型的电池，则无需该石墨垫板12或可以利用其他材质的垫板。[〇〇37]通过上述说明可以看出，电池测试过程中(由于燃烧、爆炸等)具有较为恶劣的环境，而相对封闭的测试腔31承受高温、高压作用可能导致设备受损，为此可以在设备壳体3 上设置用于泄压的安全阀5,以在测试腔31内的压力升高至设定值时，如通过安全阀5两端的压差作用下连通测试腔31与设备壳体3外部的空间连通，从而释放测试腔31内的压力，限定该测试腔31所容许的最高气压。另外，为了观测测试状态，还可以在设备壳体3上安装摄像装置6，并通过特殊的设计避免该摄像装置6无法清楚拍摄测试腔31内的情况或在高温下损坏等问题。
[0038]结合图1至图2b，在电池测试设备中，可以在设备壳体3上安装安全阀5,用于在测试腔31内的气压达到设置值时，该安全阀5打开以使得测试腔31与设备壳体3外部的空间连通。
[0039]在一种优选实施方式中，该安全阀5包括阀座51和膜片52。其中，阀座51贯穿形成有中间通道511并能够以各种适当的形式连接至设备壳体3;膜片52设置为隔断中间通道511的连通。该膜片52能够在中间通道511两端的压差达到设定值时在该压差作用下破裂。 由此，可以通过该安全阀5限定测试腔31所容许的最大压力，避免压力过高导致的安全性问题。此处所述膜片52可以采用多种适当的材质，如金属膜片(如铝箱)、PP膜、PE膜等。
[0040]正如以上所述，阀座51可以以多种适当形式连接至设备壳体3，如焊接、螺接等。在图示优选实施方式中，阀座51的一端端部外周面上形成有外螺纹，以便于螺接至形成在设备壳体3上的螺孔中。通过这种设置，可以方便地从设备壳体3上拆下安全阀5,以便于更换或维修。
[0041]在本实用新型中，膜片52也可以以多种方式设置，如直接粘结在阀座51上，只要其能够隔断中间通道511的连通即可。在图示优选实施方式中，膜片52通过压紧件53固定在阀座51上。具体地，安全阀5包括具有环形形状的压紧件53，该压紧件53连接至阀座51，并将膜片52固定至中间通道511内。例如，可以利用该压紧件53的端面或周面与阀座51紧密配合而固定膜片52,随后将对此详细说明。作为替代实施方式，压紧件53可以将膜片52固定至阀座 51的一端，例如可以在压紧件53上形成内螺纹，并使其与阀座51上的外螺纹配合，以将膜片 52压紧在阀座51的一端。
[0042]本实用新型的一种优选实施方式利用压紧件53的端面与阀座51紧密配合而固定膜片52，参照图2a，阀座51的中间通道511内形成有台阶面512，压紧件53连接至该中间通道 511内并抵靠于台阶面512上，从而能够利用台阶面512限定压紧件53的连接位置，便于稳固连接，以将膜片52夹紧固定在压紧件53与台阶面512之间。[〇〇43]正如以上所述，安全阀5的膜片52在使用中会因设定值的压差而破裂，因而导致安全阀5失效。为此，可以将上述压紧件53设置为可拆卸地连接至阀座51上，以在膜片52破裂后仅需更换该膜片52即可，无需更换整个安全阀5。例如，在图示实施方式中，中间通道511 的与台阶面512的外缘相邻的部分形成有内螺纹，压紧件53形成有外螺纹以能够螺接至中间通道511内并由台阶面512限定连接位置。从而，可以通过将压紧件53从阀座51上拆下而更换膜片52。
[0044]此处，为了便于拆下压紧件53,可以在其上形成有用于与拆装工具配合的螺纹拆装配合结构。该螺纹拆装配合结构可以形成为各种适当的形式，如内孔形成为内六角形以便利用内六角扳手进行拆装;或者，在压紧件53的背向台阶面512的端面形成用于拆装工具的结构，如一字型凹槽，即在环形形状的压紧件53的背向台阶面512的端面上形成位于同一直线上的两个凹槽部分，以能够利用一字螺丝刀等工具进行拆装。[〇〇45]重要地，本实用新型的安全阀5用于在测试腔31内压力过高时开启以释放压力，然而，在测试腔31内的压力较小时应当保持相对的封闭性，以具有较高的测试准确度，为此， 需要使安全阀5在开启之前具有较好的密封性。在本实用新型一种较为优选的实施方式中， 阀座51的台阶面512和压紧件53的朝向台阶面512的端面中的至少一者上可以形成有凹槽部512,另一者上形成有与该凹槽部5121匹配的凸起部531。从而，当压紧件53连接为抵靠在台阶面512上时，可以将膜片52压入凹槽部5121内，避免测试腔31内的气体通过该连接部位外溢。
[0046] 通过连接在设备壳体3上的上述安全阀5,可以在测试腔31内的气压达到预定值时，使安全阀5在压差作用下打开(膜片52破裂)，以连通测试腔31与设备壳体3外部的空间， 释放测试腔31内压力，通过限定其最高容许压力而避免压力过高导致的安全性事故。
[0047]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。[〇〇48]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0049]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【主权项】
1.一种用于电池测试设备的安全阀，所述电池测试设备包括形成有测试腔(31)的设备 壳体(3 )，其特征在于，该安全阀包括:阀座(51 )，该阀座(51)贯穿形成有的中间通道(511)并能够连接至所述设备壳体(3);膜片(52)，该膜片(52)设置为隔断所述中间通道(511)的连通，并且，该膜片(52)能够 在所述中间通道(511)两端的压差达到设定值时在该压差作用下破裂。2.根据权利要求1所述的安全阀，其特征在于，所述阀座(51)的一端端部外周面上形成 有用于连接至所述设备壳体(3)的外螺纹。3.根据权利要求1所述的安全阀，其特征在于，所述安全阀还包括具有环形形状的压紧 件(53)，该压紧件(53)连接至所述阀座(51)并将所述膜片(52)固定至所述中间通道(511) 内或所述阀座(51)的一端。4.根据权利要求3所述的安全阀，其特征在于，所述中间通道(511)内形成有台阶面 (512)，所述压紧件(53)连接为抵靠于所述台阶面(512)上以将所述膜片(52)夹紧固定至该 压紧件(53)与所述台阶面(512)之间。5.根据权利要求4所述的安全阀，其特征在于，所述中间通道(511)的与所述台阶面 (512)的外缘相邻的部分形成有内螺纹，所述压紧件(53)上形成有用于螺接至该内螺纹的 外螺纹。6.根据权利要求5所述的安全阀，其特征在于，所述压紧件(53)上形成有用于与拆装工 具配合的螺纹拆装配合结构。7.根据权利要求6所述的安全阀，其特征在于，所述螺纹拆装配合结构为形成于所述压 紧件(53)的背向所述台阶面(512)的端面上的一字型凹槽。8.根据权利要求4至7中任意一项所述的安全阀，其特征在于，所述台阶面(512)和所述 压紧件(53)的朝向该台阶面(512)的端面中的至少一者上形成凹槽部(5121)，另一者上形 成有与该凹槽部(5121)匹配的凸起部(531)。9.根据权利要求1所述的安全阀，其特征在于，所述膜片(52)为金属膜片、PP膜、PE膜中 的一者。10.电池测试设备，该电池测试设备包括形成有测试腔(31)的设备壳体(3)，其特征在 于，所述设备壳体(3)上连接有根据权利要求1至9中任意一项所述的安全阀，当所述测试腔 (31)内的气压达到设置值时，该安全阀(5)打开以使得所述测试腔(31)与所述设备壳体(3) 的外侧空间连通。
【文档编号】F16K17/16GK205639741SQ201620246234
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】张鑫, 韦德行, 王国庆, 于卫昆, 柯伟
【申请人】新材料与产业技术北京研究院