电池防爆阀、电池包及车辆的制作方法

1.本公开涉及车辆技术领域，尤其涉及一种电池防爆阀、电池包及车辆。


背景技术：

2.随着新能源汽车的不断发展，新能源汽车的市场占有量在不断提升，新能源汽车电池包的安全性要求也在不断提高。为了尽可能地避免电池包在使用过程中发生爆炸现象，通常在电池包上设置有防爆阀，以在电池包的内部出现高温高压气体时及时将高温高压气体排出至电池包的外部。
3.现有的防爆阀一般分为低压防爆阀和高压防爆阀，现有的低压防爆阀，具备开启压力小的优点，但是其泄压速度较慢，无法在电池包内的压力较大时快速卸掉电池包内的压力，易引发安全事故；现有的高压防爆阀，具备快速泄压的优点，但是其开启压力大，开启前电池包内的压力较大，对电池包的内部及外部结构件都有较大损伤，易导致电池包的热失控防护失效。


技术实现要素：

4.为了解决或者至少部分的解决上述技术问题，本公开提供了一种电池防爆阀、电池包及车辆。
5.本公开提供了一种电池防爆阀，包括：
6.固定座，所述固定座上具有沿轴向设置的导向孔；
7.行程杆，穿设于所述导向孔，且能够沿所述导向孔相对所述固定座移动；
8.活动盖，盖设在所述固定座上，所述活动盖包括支撑座和与所述支撑座固定连接的透气膜，所述支撑座与所述行程杆的一端部固定连接；以及
9.弹性件，设置在所述行程杆上，且位于所述行程杆的另一端部和所述固定座之间，用于为所述行程杆提供弹性支撑力，以使所述活动盖与所述固定座贴合密封；
10.其中，所述行程杆用于在电池包内的压力作用下克服所述弹性件的弹力带动所述活动盖移动，以使所述固定座和所述活动盖之间形成排气间隙；
11.所述透气膜能够在电池包内的压力作用下与所述支撑座脱离，以使所述固定座和所述支撑座形成直通的排气通道，其中，使所述透气膜与所述支撑座脱离所需的作用力大于使所述行程杆克服所述弹性件的弹力带动所述活动盖移动所需的作用力。
12.可选地，所述透气膜与所述支撑座粘接固定。
13.可选地，所述透气膜包括依次设置的第一无纺布层、透气膜层和第二无纺布层，所述第一无纺布层与所述支撑座背向所述行程杆的表面贴合设置。
14.可选地，所述行程杆和所述支撑座中的一者上开设有胶槽，所述行程杆通过设置于所述胶槽内的结构胶与所述支撑座粘接固定。
15.可选地，所述固定座上设置有第一排气通孔，所述支撑座上设置有与所述第一排气通孔对应连通的第二排气通孔，所述第二排气通孔用于在所述透气膜与所述支撑座脱离
后与所述第一排气通孔形成直通的所述排气通道。
16.可选地，所述支撑座包括第一连接部、位于所述第一连接部外围的第二连接部、以及连接于所述第一连接部和所述第二连接部之间的连接筋；
17.所述第一连接部与所述行程杆粘接固定，所述第二连接部和所述固定座之间通过密封件密封配合；和/或，所述透气膜与所述第一连接部之间通过第一粘接胶层粘接固定，所述透气膜与所述第二连接部之间通过第二粘接胶层粘接固定。
18.可选地，所述固定座上设置有行程锁止结构，所述行程锁止结构用于在所述活动盖向远离所述固定座的方向的移动距离超过预设值后，限制所述活动盖向靠近所述固定座的方向移动。
19.可选地，所述行程锁止结构包括沿所述固定座的周向间隔设置的至少两个锁止扣，所述锁止扣沿所述固定座的轴向朝所述活动盖所在一侧延伸，所述锁止扣的端部形成有扣钩，所述扣钩用于在所述活动盖向远离所述固定座的方向的移动距离小于所述预设值时对所述活动盖进行限位、以及在所述活动盖脱离所述扣钩后限制所述活动盖向靠近所述固定座的方向移动。
20.本公开还提供了一种电池包，包括如上述任一实施例所述的电池防爆阀。
21.本公开还提供了一种车辆，包括如上述实施例所述的电池包。
22.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
23.本公开提供的电池防爆阀、电池包及车辆，通过设置固定座、行程杆、活动盖和弹性件，并配合四者的连接关系，既可以实现低压力开启，以保证电池包内的压力较小，又可以在高压力下形成直通的排气通道，以增大排气面积，实现快速卸掉电池包内的压力的目的；具体地，当电池包内的压力大于等于使行程杆克服弹性件的弹力带动活动盖移动所需的作用力时，行程杆在电池包内的压力作用下克服弹性件的弹力作用，带动活动盖相对固定座移动，使固定座和活动盖之间形成排气间隙，实现低压开启防爆阀进行排气的目的；当电池包内的压力大于等于使透气膜与支撑座脱离所需的作用力时，透气膜在电池包内的压力作用下与支撑座脱离，从而使得固定座和支撑座形成直通的排气通道，增大排气面积，实现快速卸掉电池包内的压力的目的。
附图说明
24.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
25.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本公开实施例所述电池防爆阀的分解结构示意图；
27.图2为本公开实施例所述电池防爆阀的行程杆的结构示意图；
28.图3为本公开实施例所述电池防爆阀的行程杆及弹簧的结构示意图；
29.图4为本公开实施例所述电池防爆阀的固定座的结构示意图；
30.图5为本公开实施例所述电池防爆阀的支撑座的结构示意图；
31.图6为本公开实施例所述电池防爆阀的透气膜的结构示意图。
32.附图标记：
33.1-行程杆；11-胶槽；12-行程杆主体；13-抵挡部；2-弹性件；3-固定座；30-第一排气通孔；31-导向孔；32-固定孔；33-拉铆螺母预留台阶；34-锁止扣；4-活动盖；41-支撑座；410-第二排气通孔；411-第一连接部；412-连接筋；413-第二连接部；42-透气膜；43-第一粘接胶层；44-第二粘接胶层；5-第一密封垫片；6-第二密封垫片。
具体实施方式
34.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
35.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
36.如图1所示，本公开实施例提供了一种电池防爆阀，包括：固定座3、行程杆1、活动盖4及弹性件2。具体地，固定座3上具有沿轴向设置的导向孔31；行程杆1穿设于导向孔31，且能够沿导向孔31相对固定座3移动；活动盖4盖设在固定座3上，活动盖4包括支撑座41和与支撑座41固定连接的透气膜42，支撑座41与行程杆1的一端部固定连接；弹性件2设置在在行程杆1上，具体地，可以套设在行程杆1上，且位于行程杆1的另一端部和固定座3之间，用于为行程杆1提供弹性支撑力，以使活动盖4与固定座3贴合密封。
37.其中，行程杆1用于在电池包内的压力作用下克服弹性件2的弹力带动活动盖4移动，以使固定座3和活动盖4之间形成排气间隙；透气膜42能够在电池包内的压力作用下与支撑座41脱离，以使固定座3和支撑座41形成直通的排气通道，其中，使透气膜与支撑座脱离所需的作用力大于使行程杆克服弹性件的弹力带动活动盖移动所需的作用力。
38.换言之，行程杆1用于在电池包内的压力大于第一预设值时带动活动盖4移动，以使固定座3和活动盖4之间形成排气间隙；透气膜42能够在电池包内的压力大于第二预设值时与支撑座41脱离，以使固定座3和支撑座41形成直通的排气通道，其中，第二预设值大于第一预设值。应当理解的是，第一预设值为使行程杆1克服弹性件2的弹力带动活动盖4移动所需的最小作用力，第二预设值为使透气膜与支撑座脱离所需的最小作用力。
39.本公开实施例提供的电池防爆阀，通过设置固定座、行程杆、活动盖和弹性件，并配合四者的连接关系，既可以实现低压力开启，以保证电池包内的压力较小，又可以在高压力下形成直通的排气通道，以增大排气面积，实现快速卸掉电池包内的压力的目的；具体地，当电池包内的压力较小(例如小于第一预设值)，不足以克服弹性件2的弹力作用使行程杆1移动时，活动盖4与固定座3贴合密封，此时防爆阀处于未开启状态；当电池包内的压力大于第一预设值且小于第二预设值时，行程杆1在电池包内的压力作用下克服弹性件2的弹力作用，带动活动盖4相对固定座3移动，使固定座3和活动盖4之间形成排气间隙(此间隙为侧向间隙)，实现低压开启防爆阀进行排气的目的；当电池包内的压力大于第二预设值时，透气膜42在电池包内的压力作用下与支撑座41脱离，从而使固定座3和支撑座41形成直通的排气通道，增大排气面积，实现快速卸掉电池包内的压力的目的。
40.应当理解的是，第一预设值和第二预设值可以不是一个确定的数值，其中，第一预
设值可以由弹性件2的弹力大小决定，第二预设值可以由透气膜42与支撑座41之间的连接强度决定。
41.在一些实施例中，如图3所示，弹性件2可以为弹簧，根据设定的防爆阀的开启面积和开启压力，计算出适合的弹簧阻尼系数，使防爆阀的开启压力在6kpa左右,使电池包内的压力保持在6kpa以下；当然，弹性件2不限于为弹簧，也可以为弹片等其它弹性件2，防爆阀的开启压力不限于为6kpa，可以根据实际情况合理设置。
42.在一些实施例中，如图5和图6所示，透气膜42与支撑座41粘接固定。在具体实施中，通过对透气膜42与支撑座41粘接的面积以及粘接胶的粘接强度进行合理设置，可以确保透气膜42在15kpa的压力下脱落，从而使固定座3和支撑座41形成直通的排气通道，实现快速卸掉电池包内的压力的目的。当然，透气膜42与支撑座41之间不限于采用粘接固定，也可以采用其它固定方式，使透气膜42脱落的压力不限于为15kpa，可以根据实际情况合理设置。
43.在一个具体实施中，透气膜42包括依次设置的第一无纺布层、透气膜层和第二无纺布层。也就是说，透气膜42由第一无纺布层+透气膜层+第二无纺布层三层复合而成。透气膜42采用上述复合结构，既可以确保透气膜42具有一定的透气性，又确保透气膜42能够承受一定的压力。具体地，第一无纺布层可与支撑座41背向行程杆1的表面贴合设置，透气膜层和第二无纺布层相对第一无纺布层沿远离支撑座41的方向依次设置。当然，透气膜42的具体结构不限于上述具体限定，可以根据实际情况合理设置。
44.在一些实施例中，行程杆1的一端部与支撑座41粘接固定。具体而言，行程杆1与支撑座41采用结构胶粘接固定，取消传统的螺栓固定，可以起到三个作用，一是可以起到固定作用，实现两者的固定连接；二是可以起到密封作用，避免在行程杆1上开设螺栓孔存在的密封效果不好；三是电池包在高温情况下发生热失控时，结构胶失效，使得支撑座41与行程杆1脱离，从而更容易形成直通的排气通道，实现快速泄压的目的。
45.在一个实施例中，如图2所示，行程杆1上开设有胶槽11，行程杆1通过设置于胶槽11内的结构胶与支撑座41粘接固定。通过设置胶槽11，以增加行程杆1与支撑座41之间使用结构胶的量，从而提高行程杆1与支撑座41连接的可靠性。
46.在具体实施中，行程杆1可采用6系铝合金材质，行程杆1的长度尺寸小于电池包的边框的宽度，并取消传统的螺栓固定结构，无需在行程杆1上开设螺栓孔，而是在行程杆1的端部开设环形的胶槽11，使用高强度的结构胶实现行程杆1与支撑座41的固定。当然，也可以不在行程杆1上开设胶槽，而是在支撑座41上开设胶槽，同样能够实现行程杆1和支撑座41的粘接固定。
47.在一个具体实施例中，如图2和图3所示，行程杆1包括行程杆主体12，行程杆主体12的一端部开设有胶槽11，行程杆1通过设置于胶槽11内的结构胶与支撑座41粘接固定；行程杆主体12的另一端部连接有抵挡部13，弹性件2(具体可以为弹簧)套设在行程杆1，且弹性件2的一端抵在固定座3背向活动盖4的一侧表面，弹性件2的另一端部抵在行程杆1的抵挡部13上，以利用弹性件2为行程杆1提供弹性支撑力，并使得与行程杆1固定连接的活动盖4，在行程杆1的联带作用下，与固定座3贴合密封，以确保防爆阀未开启状态下的密封性。
48.在一些实施例中，如图4和图5所示，固定座3上设置有第一排气通孔30，支撑座41上设置有与第一排气通孔30对应连通的第二排气通孔410，当透气膜42与支撑座41脱离后，
第一排气通孔30与第二排气通孔410形成直通的排气通道，以便于快速卸掉电池包内的压力。
49.在一些实施例中，如图4所示，固定座3上具有沿轴向设置的导向孔31，行程杆1的一端部穿过该导向孔31与支撑座41固定连接。通过导向孔31确定行程杆1的移动方向，从而确定行程杆1带动活动盖4移动的方向，进而确定防爆阀的开启方向。
50.进一步地，如图4所示，固定座3上设置有多个固定孔32，多个固定孔32沿固定座3的周向间隔设置，可通过安装在固定孔32内的螺栓固定防爆阀。具体地，可以采用螺栓将防爆阀的固定座3与电池包的边框固定连接；进一步地，固定座3上开设有第一安装槽，第一安装槽内安装有第一密封垫片5，以通过第一密封垫片5确保防爆阀的固定座3和电池包的边框之间的密封性。通过使用多个螺栓(例如2个、3个、4个等)固定防爆阀，保证第一密封垫片5受力均匀，保证密封性。
51.再进一步地，如图4所示，固定座3的外周缘上设置有多个沿径向向外延伸的连接耳，每个连接耳上开设有一固定孔32；进一步地，每个连接耳上朝向第二密封垫片6的一侧表面形成有拉铆螺母预留台阶33。
52.在一些实施例中，如图4所示，固定座3具体可包括中间导向部、外围连接部、以及连接于中间导向部和外围连接部之间的连接筋，中间导向部开设有导向孔31，外围连接部安装有第一密封垫片5；连接筋的数量为多个且沿周向间隔设置，相邻两个连接筋之间形成第一排气通孔30，该第一排气通孔30用于与支撑座41上形成的第二排气通孔410对应连通设置，从而在透气膜42与支撑座41脱离后，使固定座3和支撑座41形成直通的排气通道。
53.在一些实施例中，如图5所示，支撑座41包括第一连接部411、位于第一连接部411外围的第二连接部413(或称为环形连接部)、以及连接于第一连接部411和第二连接部413之间的连接筋412。具体地，连接筋412的数量可以为多个，多个连接筋412沿第一连接部411的周向间隔设置，相邻两个连接筋412之间形成第二排气通孔410，该第二排气通孔410用于与固定座3上形成的第一排气通孔30对应连通设置，从而在透气膜42与支撑座41脱离后，使固定座3和支撑座41形成直通的排气通道。
54.在一些实施例中，如图5所示，第一连接部411与行程杆1粘接固定，具体地，第一连接部411朝向行程杆1的一侧表面形成为粘接面，支撑座41通过该粘接面与行程杆1粘接为一体；第二连接部413和固定座3之间通过密封件密封配合，具体地，第二连接部413朝向行程杆1的一侧表面开设有第二安装槽，第二安装槽内安装有第二密封垫片6，支撑座41通过第二密封垫片6与固定座3密封配合，保证密封性。
55.在一些实施例中，如图5和图6所示，透气膜42与支撑座41粘接固定。具体地，透气膜42与第一连接部411之间通过第一粘接胶层43粘接固定，透气膜42与第二连接部413之间通过第二粘接胶层44粘接固定；当然，还可以根据需要将透气膜42与连接筋412之间通过第三粘接胶层粘接固定。需要说明的是，透气膜42与支撑座41之间的粘接面积以及粘接胶的粘接强度可以根据实际情况合理设置，以确保电池包内的压力达到一定值时，透气膜42能够与支撑座41脱离。
56.在一些实施例中，如图1和图4所示，固定座3上设置有行程锁止结构，行程锁止结构用于在活动盖4向远离固定座3的方向的移动距离超过预设值后，限制活动盖4向靠近固定座3的方向移动。也就是说，通过行程锁止结构，确保防爆阀开启到某个位置后弹性件2便
无法回弹，使防爆阀处于常开的状态。
57.在一个具体实施例中，如图4所示，行程锁止结构包括沿固定座3的周向间隔设置的至少两个锁止扣34，锁止扣34沿固定座3的轴向朝活动盖4所在一侧延伸，锁止扣34的端部形成有扣钩，扣钩用于在活动盖4向远离固定座3的方向的移动距离小于预设值时对活动盖4进行限位、以及在活动盖4脱离扣钩后限制活动盖4向靠近固定座3的方向移动。
58.应当理解的是，上述实施例中，所述的预设值为活动盖4向远离固定座3的方向移动并与固定座3脱离的最小移动距离。该预设值可以由锁止扣34沿固定座3的轴向朝活动盖4所在一侧延伸的长度决定，具体可以根据实际情况合理设置。
59.具体而言，锁止扣34的扣钩朝向固定座主体的一侧可设置为斜面，以便于活动盖4在较大的压力作用下与锁止扣34脱离；锁止扣34的扣钩远离固定座主体的一侧可设置为平面，以便于在活动盖4脱离后限制活动盖4向靠近固定座3的方向移动；具体地，当电池包内的压力较大(大于第一预设值)时，行程杆1在电池包内的压力作用下会克服弹性件2的弹力作用，带动活动盖4沿固定座3的轴向向远离固定座3的方向移动，从而使固定座3和支撑座41之间形成排气间隙，并使得弹性件2被不断压缩；当电池包内的压力继续增大(大于第三预设值)时，活动盖4会在电池包内的压力作用下越过锁止扣34端部的扣钩，其中，第三预设值为活动盖4越过锁止扣34端部的扣钩所需的最小作用力；受到扣钩的限制，活动盖4将无法再朝靠近固定座3的方向移动，从而使固定座3和活动盖4之间形成的排气间隙始终处于常开状态，形成永久的排气通道，也即防爆阀处于常开状态，避免防爆阀无法二次开启的问题。该结构设计可以有效解决高镍体系的电池包热失控后存在多次气体爆喷，后续气体无法排出的问题。
60.应当理解的是，第三预设值可以不是一个确定的数值，第三预设值可以由锁止扣34对活动盖4的卡接强度决定，具体可以根据实际情况合理设置。需要说明的是，第三预设值大于第一预设值，第三预设值与第二预设值的大小关系不做限定(可以小于、等于、或者大于)，可根据实际情况合理设置。优选地，第三预设值小于(或者略小于)第二预设值。
61.综上所述，本公开实施例提供的电池包防爆阀，结合了高、低压防爆阀的优点，使防爆阀可以在低压下开启，避免防爆阀开启前电池包内的压力较大，对电池包的内部及外部结构件造成较大损伤，易导致电池包的热失控防护失效的问题；同时在防爆阀的活动盖4行程到一定程度后进行锁止，使固定座3和活动盖4之间形成的排气间隙始终处于常开状态，形成永久的排气通道，避免防爆阀无法二次开启的问题；同时在大压力下活动盖4的透气膜42能够与支撑座41脱离，从而使固定座3和支撑座41形成直通的排气通道，可以快速卸掉电池包内的压力，避免泄压速度过慢而引发爆炸事故。
62.本公开实施例还提供了一种电池包，包括如上述任一实施例的电池防爆阀，因而具有上述任一实施例的电池防爆阀的有益效果，在此不再赘述。
63.本公开实施例还提供了一种车辆，包括如上述的电池包。
64.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”、“第二”和“第三”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设
备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
65.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。