一种用于电池包的防水透气防爆阀的制作方法

1.本实用新型涉及防爆阀领域，尤其是一种用于电池包的防水透气防爆阀。


背景技术：

2.大力发展新能源汽车,支持构建清洁低碳安全高效的能源体系是推动实现碳达峰碳中和的重要工作。当今国家政策导向，使得汽车产业正在发生革命性的变化，即传统燃油汽车正在逐步被新能源汽车所代替。其中纯电动汽车作为新能源汽车的一种正在兴起。电动汽车的大三电之电池系统，是发展新能源汽车的关键零部件之一。同时，动力电池占据了纯电动汽车40％～60％的成本。动力电池主要关注的问题包括：1)电池包的安全设计，即一旦发生电池故障(过度充电、被金属导体刺穿极片、热箱测试，动力电池的内部会快速地积聚热量和气体，由此造成动力电池的内部压力增加，严重时导致动力电池的膨胀和爆炸)能否快速有效地释放壳体内部的气体及热量；2)电池包的凝露现象，特别地如果一旦在电池包内产生，如果滴到电池包线路上很容易造成电池包短路甚至发生起火爆炸的情况。
3.如果站在功能和安全性角度分析，那么需要解决电池包的主要问题包括电池包的热量和气体快速释放和如何有效解决凝露的现象。
4.市面上解决这个问题的方法主要是通过在pack电池包上安装防爆阀，从而避免动力电池发生爆炸等危险事故。然而，现有的防爆阀结构主要由可调泄气阀、防爆球和弹簧以及泄气底座组成，可调泄气阀安装在泄气底座上，两者之间设有弹簧及防爆球，防爆球抵在泄气底座的排气通道上。由于电池中产生的气体呈碱性，这样的气体对金属质的弹簧有腐蚀的效果，时间长了弹簧容易损坏，这样容易出现在内部压力还没有达到危险值防爆阀就开启了，当弹簧彻底损坏后，防爆阀即会失效，容易造成事故。同时泄气底座的设置，使防爆阀内部密闭不透气，时间久了，防爆阀内外压力容易失衡。其防爆效果差、透气性差，而且无防水功能。还有防爆阀采用防爆膜与防爆尖锥进行刺破膜泄压，但同时也存在防爆效果差，开启不及时的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于解决现有防爆阀防爆效果差、透气性差、开启不及时的问题，提供一种用于电池包的防水透气防爆阀，不仅结构简单，成本低，防尘防水，而且防爆效果好，泄压开启及时。
6.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.本实用新型公开了一种用于电池包的防水透气防爆阀，其包括阀主体，所述阀主体中间设有贯通的空腔，所述空腔内设置有防护底板和防爆膜。所述防护底板上设置有若干透气孔。所述防爆膜位于防护底板的上方。所述防护底板上设置有若干朝防爆膜方向的破坏刀片。所述防爆膜的材质为ptfe多孔材料，防爆膜的横向方向的强度小于纵向方向的强度。所述破坏刀片安装方向与防爆膜的纵向方向一致。当防爆膜产生形变，顶到破坏刀片上时，刀片对防爆膜的纵向方向进行破坏，由于防爆膜的横向方向的强度很小，从而实现防
爆膜快速被破坏。
8.当防爆膜在电池包正常工作的情况，其形变不会太大，本身固有的强度足以维持极限形变，此时由于防爆膜的形变小，不足以顶到破坏刀片底端，起到了正常的防水透气防尘、维持电池包的内外压力差平衡的作用。
9.当电池包内部的元件出现异常，此时会产生急剧的气体和热量，伴随着电池包内部压力突然变大，导致防爆膜产生极大的形变，从而防爆膜顶到破坏刀片上，实现防爆膜的破坏。此时电池包的大量气体和热量可以通过被破坏的防爆膜处快速释放。
10.进一步地，所述防爆膜的透气量为1000～3000ml/cm2/min@70mbar，防护等级为ip67，厚度为0.1～0.2mm。
11.进一步地，所述阀主体上端设置有与外部电池壳连接的固定部。
12.进一步地，防爆阀还包括螺母，所述固定部外壁设置有螺母相配合的外螺纹，外螺纹穿过外部电池壳，并用螺母固定。
13.进一步地，所述固定部内壁上设置有一安装台，所述安装台上设置有防爆膜保护片，通过卡扣的方式集成到阀主体上，所述防爆膜保护片上设置有若干透气孔。
14.进一步地，所述防爆膜保护片为不锈钢钢片。
15.进一步地，所述阀本体与固定部的连接处设置有一密封槽，所述密封槽上设置有密封圈。密封圈可选择硅胶类的，橡胶类的，全氟醚类的等，主要起到密封的效果。
16.进一步地，所述阀主体外壁设置有便于安装的外六角凸起。
17.本实用新型的有益之处为：
18.本实用新型通过在阀主体上设置防爆膜，通过防爆膜将电池包与外界环境隔离，起到了正常的防水、透气、防尘、维持电池包的内外压力差平衡的作用。防爆膜的横向方向的强度小于纵向方向的强度，在防爆膜下方设置破坏刀片，破坏刀片安装方向与防爆膜的纵向方向一致，当电池包内部的元件出现异常，伴随着电池包内部压力突然变大，防爆膜产生形变，顶到破坏刀片上时，刀片对防爆膜的纵向方向进行破坏，由于防爆膜的横向方向的强度很小，从而实现防爆膜快速被破坏。大量气体和热量可以通过被破坏的防爆膜处快速释放，使得泄压开启及时，提高防爆效果。
附图说明
19.图1是本实用新型的结构示意图。
20.图2是本实用新型的结构分解图。
21.图3是本实用新型中防护底板的结构示意图。
22.图4是本实用新型中阀主体的结构示意图。
23.图5是本实用新型中阀主体的俯视图。
24.图6是图5沿a-a方向的剖面示意图。
25.主要组件符号说明：
26.1、阀主体，11、空腔，12、外六角凸起，13、固定台阶；
27.2、防护底板；
28.3、防爆膜；
29.4、破坏刀片；
30.5、固定部，51、安装台，52、密封槽；
31.6、螺母；
32.7、防爆膜保护片；
33.8、透气孔；
34.9、密封圈；
具体实施方式
35.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述。
36.如图1至图6所示，本实用新型公开了一种用于电池包的防水透气防爆阀，其包括阀主体1、防护底板2、防爆膜3。阀主体1中间设有贯通的空腔11，防护底板2固定于空腔11内，空腔11内设置有一固定台阶13，防爆膜3密封热熔焊接于该固定台阶13上。防爆膜3位于防护底板2的上方。防护底板2上设置有若干透气孔8。防护底板2上设置有若干朝防爆膜3方向的破坏刀片4。破坏刀片4通过内注塑的方式安装到防护底板2上。防爆膜3的材质为ptfe多孔材料，防爆膜3的横向方向的强度小于纵向方向的强度。破坏刀片4安装方向与防爆膜3的纵向方向一致。当防爆膜3产生形变，顶到破坏刀片4上时，破坏刀片4对防爆膜3的纵向方向进行破坏，由于防爆膜3的横向方向的强度很小，从而实现防爆膜3快速被破坏。
37.当防爆膜3在电池包正常工作的情况，其形变不会太大，本身固有的强度足以维持极限形变，此时由于防爆膜3的形变小，不足以顶到破坏刀片4底端，起到了正常的防水透气防尘、维持电池包的内外压力差平衡的作用。
38.当电池包内部的元件出现异常，此时会产生急剧的气体和热量，伴随着电池包内部压力突然变大，导致防爆膜3产生极大的形变，从而防爆膜3顶到破坏刀片4上，实现防爆膜3的破坏。此时电池包的大量气体和热量可以通过被破坏的防爆膜3处快速释放。
39.其中，防爆膜3的透气量为1000～3000ml/cm2/min@70mbar，防护等级为ip67，为了达到v0级别的阻燃效果，优选100％的ptfe多孔材料，厚度为0.1～0.2mm。ptfe多孔材料(膨体聚四氟乙烯)利用拉伸法制备。它是通过将ptfe粉末原料加助剂进行挤出和/或压延膜而制得的。例如，ptfe润滑剂被润滑挤出和/或压延再进行脱除润滑剂而成膜，随后在纵向上拉伸膜，可通过拉伸倍率、拉伸速率以及拉伸温度，得到不同孔径大小的微孔膜(e-ptfe)。如此获得的e-ptfe的特征在于特殊的结构，其特征在于通过“结点”与“纤维”彼此相连。经过纵向拉伸的ptfe多孔材料，存在一个特点，横向方向的强度远小于纵向方向的强度，因此，这为实现防爆的功能奠定了基础。
40.为了进一步得到脆化的ptfe多孔透气膜(防爆膜材料)，将制备好的ptfe多孔透气膜材料通过过度烧结或者x光照射，从而降低ptfe的相对分子量，最终使得ptfe基体的机械物理性能严重恶化(在尖锐的外力作用下，极其容易被破坏)，但是防水与透气的功能依然保持。经过处理以后的ptfe多孔透气膜在横向方向具有非常小的强度及断裂伸长率。
41.所得到的防爆膜可根据实际需求进行8级疏油改性(疏油性测试是由美国纺织化学师与印染师协会(aatcc)118-1989标准测试的,测试方法是:将已知表面张力的液体滴在膜材料的表面,观察润湿情况,该过程是液体进入膜结构的过程。)
42.其中，阀主体1上端设置有与外部电池壳连接的固定部5，固定部5外壁设置有螺母
6相配合的外螺纹。外螺纹上设置有螺母6。固定时，外螺纹穿过外部电池壳，并用螺母6固定。
43.为了保护防爆阀不提前被破坏，固定部5内壁上设置有一安装台51，安装台51上设置有防爆膜保护片7，防爆膜保护片7为不锈钢钢片，通过卡扣的方式集成到阀主体1上，所述防爆膜保护片7上设置有若干透气孔8。
44.其中，阀本体与固定部5的连接处设置有一密封槽52，密封槽52上设置有密封圈9。密封圈9可选择硅胶类的，橡胶类的，全氟醚类的等，主要起到密封的效果。
45.为了便于安装，阀主体1外壁设置有外六角凸起12。
46.综上，本实用新型组成零件少，结构简单，成本低，不仅能够防尘防水，而且防爆效果好，泄压开启及时。
47.以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。