专利名称：用于蓄电池的排气系统以及包括排气系统的蓄电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于蓄电池的排气系统，更具体地涉及用于混合蓄电池、镍-金属氢 化物蓄电池以及锂离子蓄电池的排气系统。本发明还涉及具有排气系统的蓄电池。
背景技术：
在电化学电池中，具有高能量密度的高功率蓄电池尤其用于混合动力车辆以及电 动车辆中。高能量密度导致产生大量的热量。为了保持蓄电池的性能并且使得可能确保在宽 操作窗口的性能，蓄电池的有效冷却是有必要的。蓄电池还有必要具有安全系统，该安全系 统在蓄电池出现过热时起作用，尤其以便防止电池爆炸。除了有效冷却以及安全系统用于保护防止过热以外，高功率蓄电池需要安全系统 来保护蓄电池在其中不经受过量的气压。过量气压可导致突然反应以及点火蓄电池。这可 危及人们和周围的环境。此外，蓄电池的内部必须被保护免受灰尘以及例如由高压清洁器或蒸汽射流产生 的水溅射。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于蓄电池的排气系统，该排气系统提供对于 过量气压和外部污染的有效保护。本发明的另一目的在于提供蓄电池壳体和蓄电池，该蓄 电池壳体和蓄电池被有效地保护免受过量气压和外部污染。根据本发明，该目的是通过具有权利要求1的特征的排气系统、具有权利要求5的 特征的蓄电池壳体、以及具有权利要求7的特征的蓄电池来实现的。当蓄电池壳体内的电池由于过度充电、短路或者一些其它原因而释放大量气体 时，根据本发明的排气系统允许在蓄电池内部与蓄电池周围区域之间的快速压力平衡。该 所释放的大量气体聚集在蓄电池壳体中并产生气体内部压力(简称为过量气压)，该压力 大于环境压力。至少一个翼板安装成以便围绕销旋转，该至少一个翼板在特定过量气压下 开启，并允许气体从蓄电池壳体逸出。翼板优选地由于过量气压而开启。例如，可能的是，翼板甚至在十分低的过量气压 下稍微开启，并且在预定过量气压下完全开启，预定过量气压例如半巴或一巴的过量气压。根据本发明的排气系统的另一优势在于，聚集在蓄电池壳体底部上的冷凝水在密 封件与至少一个翼板之间流出。此外，蓄电池的内部通过根据本发明的排气系统而被可靠地保护免受外部影响 (例如，水溅射或灰尘)。该保护是通过设置至少一个翼板来实现的，该至少一个翼板的设 置使得翼板通过水溅射等等压靠密封件，从而有效地关闭气体出口开口。蓄电池内部和至少一个翼板对抗外部影响的保护可通过将挡板设置在至少一个翼板下面来改善。挡板设置成使得其保护至少一个翼板尽可能避免受外部影响直接干扰。在与排气系统的纵向轴线成直角的平面中，挡板优选地与至少一个翼板至少具有 精确相同的尺寸，并且在轴向上设置在该至少一个翼板下面。在一个特定实施例中，两个和仅两个翼板被提供，并且围绕销对称地设置。于是， 销定位在两个翼板之间。两个翼板和弹簧(也可能为每个翼板提供弹簧)相对于彼此设置， 使得相反的力矩被施加到两个翼板上。这确保在安装状态下两个翼板克服由弹簧所产生的 力矩而向下开启，并且被强制向上抵靠密封件。本发明提供具有大致圆形截面的排气系统。具体地说，在该情形中为环形的密封 件与带角度的密封件相比具有有利的密封特征。然而，也并非不可能使用其它截面区域，例 如矩形或正方形区域。根据本发明，还提供具有根据本发明的排气系统的蓄电池壳体。排气系统优选地 装配到蓄电池壳体的壳体底部。还可能的是，取决于需求且尤其是对蓄电池壳体的尺寸需 要，提供多个排气系统。根据本发明的蓄电池壳体尤其适用于以混合蓄电池、镍-金属氢化物蓄电池或锂 离子蓄电池形式的蓄电池中，在这些蓄电池中可出现高能量密度。此外，根据本发明，提供具有根据本发明的蓄电池壳体的蓄电池。根据本发明的蓄 电池优选地具有多种电池，该电池容纳在蓄电池壳体内。蓄电池当然具有用于正确使用所 需的所有部件，例如正电极和负电极。
本发明将更详细地参考一个示例性实施例来说明，该示例性实施例在下述附图中 描述，在附图中图1示出了根据本发明的排气系统的分解图；图2示出了根据本发明的排气系统处于组装状态的侧视图；图3示出了根据本发明的排气系统从下方看的透视图；图4示出了根据本发明的排气系统从上方看的另一透视图；图5示出了根据本发明的排气系统从图2中的V方向看的截面图，其中排气开口 关闭；以及图6示出了从图2中的V方向看的截面图，其中排气开口开启。
具体实施例方式图1示出了根据本发明的排气系统1。排气系统1包括鞍体(corso) 2。鞍体是指本体，在该本体中还优选地定位有用于 附连其它部件的孔。鞍体2包括具有圆形横截面区域的圆柱体形状。鞍体2的上面部3具 有圆形边缘4并且中心凹陷成圆形形状。圆形凹口 5具有排气开口 6。排气开口 6包括以圆形截面形式的两个开口(在每种情形中由圆弧和割线形成)， 所述两个开口相对于凹口 5的对角线对称地设置。在其外壳上，鞍体2具有两个以对角线相对设置的孔7，然而仅一个孔可见。销8 可安装到孔7中。销8便利地具有圆形-圆柱体形状。
在组装状态，销8安装到鞍体2中，使得其设置在腹板9下面，腹板9定位在以圆 形截面形式的排气开口 6的两个部件之间。排气系统还包括密封件10。密封件10具有附连区段12，其相对于纵向轴线11竖 直地定向。附连区段12具有L形截面(相对于纵向轴线11成直角)。附连区段12定形状 成以便其插塞通过排气开口 6，并且借由L形截面区域停靠在凹口 5上。这导致密封件10 牢固地安置在竖直方向(即，在纵向轴线11的方向上)。密封件10具有开口 13，该开口对应于排气开口 6以便不阻碍气流从蓄电池的内部 流向外界。开口 13优选地与排气开口 6具有大致相同的形状和尺寸。两个翼板14设置在密封件10下面。翼板14具有大致半圆形截面区域。翼板14 沿着对角线彼此相互连接，使得它们相对于彼此绕对角线15可枢转。翼板在沿着对角线15的位置处为中空圆柱体的形式，使得销8可被引导沿着对角 线15通过这些中空圆柱体。中空圆柱体自身不需要在其包封表面上完全封闭。重要因素 是销8充分地被包围，使得翼板14可围绕销8可靠地枢转。在翼板14的下面可看见弹簧17。弹簧17由卷绕成螺旋线形状的合适金属丝构成。端部18被加长。在组装状态，端部18从下方停靠在翼板14上。弹簧17卷绕成使得其将翼板14 挤压成翼板14相对于纵向轴线11向上抵靠密封件10。因此，在两个翼板14上施加相等但 是方向相反的力矩。如果蓄电池壳体的内部压力升高，使得产生过量气压，那么翼板14克服弹簧力8 被强制向下，因而允许气体从蓄电池壳体通过排气开口 6逸出。最后，提供挡板19，以便保护蓄电池内部以及排气系统1，且挡板19设置在翼板14 下方。挡板19在距鞍体2的下面部预定距离处安装。在当前的情形中，挡板由螺栓20附 连，螺栓20经过挡板19并且螺接到鞍体2上。预定距离由间隔器21来保证。挡板19具有两个叶片22，其竖直向上地面向彼此。在组装状态，叶片22停靠在鞍体2上的外部上，使得叶片22遮盖孔7。因此，孔7 被保护免受外部影响的进入。图2以侧视图的形式示出了处于组装状态的图1中的排气系统1。图3示出了从下方看(从外部看)的排气系统1的透视图。如从图4可看出的，L形附连区段12从上方接合到凹口 5上，从而确保密封件10 被牢固地安置。图5示出了从图2中的V方向看的组装后排气系统1的截面图。如可以看出的，翼板14由弹簧17或者弹簧17的端部18迫使向上，使得翼板大致 水平地对齐，即与纵向轴线11成直角。翼板14的向上运动被水平延伸的凸起部24限制。 不需要具有多个凸起部24，且还可能的是，凸起部24以圆形在纵向轴线11周围延伸。图6示出了图5的视图，其中排气开口 6被释放。这可从翼板14大致竖直向下地 折回来看出。这是可能的，因为在蓄电池的内部25上存在比蓄电池周围的区域26更高的 气压。过量气压足够高，以将翼板14克服弹簧力完全向下折回。在该位置，十分快速的 压力平衡是可能的。在当前的示例中，用于该状态的过量气压大约为一巴。
销8在调节螺栓23的辅助下可对齐。为此目的，调节螺栓24被引导成平行于轴 线并且在销8上方以及下方。附图标记
1排气系统
2鞍体
3上面部
4边缘
5凹口
6排气开口
7孔
8销
9腹板
10密封件
11纵向轴线
12附连区段
13开口
14翼板
15对角线
16中空圆柱体
17弹簧
18端部
19挡板
20螺栓
21间隔器
22叶片
23调节螺栓
24凸起部
25蓄电池的内部
26蓄电池周围的区域
权利要求
1. 一种用于蓄电池的排气系统，其中排气系统(1)包括a)鞍体(2)，其具有排气开口(6)；b)销(8)，其设置在鞍体(2)中；c)至少一个翼板(14)，其安装成以便能够围绕销(8)旋转；d)弹簧(17)，其设置成在至少一个翼板(14)上施加力矩；e)密封件(10)，其设置成使得至少一个翼板(14)停靠在密封件(10)上处于停靠位 置，并且封闭排气开口。
2.根据权利要求1所述的排气系统，其特征在于，包括挡板(19)，所述挡板设置在至少 一个翼板(14)下面。
3.根据权利要求1或2所述的排气系统，其特征在于，提供两个翼板(14)，并且所述翼 板围绕销(8)对称地设置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的排气系统，其特征在于，排气系统(1)具有大致 圆形的截面。
5. 一种蓄电池壳体，所述蓄电池壳体包括根据前述权利要求中任一项所述的排气系统⑴。
6.根据权利要求5所述的蓄电池壳体，其特征在于，排气系统(1)装配到蓄电池壳体的 壳体底部上。
7.一种蓄电池，所述蓄电池包括根据权利要求5或6所述的蓄电池壳体。
8.根据权利要求7所述的蓄电池，其特征在于，包括多种电化学电池，所述电化学电池 设置在蓄电池壳体中。
9.根据权利要求8所述的蓄电池，其特征在于，电化学电池是锂离子电池或镍-金属氢 化物电池。
全文摘要
本发明涉及用于蓄电池的排气系统，通过该排气系统获得蓄电池对于过量气压和外部杂质的保护，其中排气系统(1)包括a)本体(2)，其包括排气开口(6)；b)销(8)，其设置在本体(2)中；c)至少一个翼板，其可旋转地安装到销(8)周围；d)弹簧(17)，其设置成以便施加扭矩到至少一个翼板(14)上；e)以及密封件(10)，其设置成使得至少一个翼板(14)安置在密封件(10)上处于闲置位置并且封闭排气开口。
文档编号H01M2/12GK102007621SQ200980113246
公开日2011年4月6日 申请日期2009年2月26日 优先权日2008年3月7日
发明者M·维格曼, R·霍斯韦格 申请人:约翰逊控制混合动力与可循环有限责任公司