一种钠离子电池包排气阀的制作方法

本发明属于电池包，具体涉及一种钠离子电池包排气阀。

背景技术：

1、将一个以上的电池模块组合形成电池包，电池包被广泛地用作电动汽车、混合动力车辆、电动自行车的电源或电器设备的电源。然而，电池包所使用的单电池在发生异常反应时会产生气体，使其内压上升。因此，在电池包的设计中需要设置泄压阀。

2、例如，授权号为us10164227b2的发明专利涉及一种用于电池壳体的泄压阀，其包括支撑元件，透气防水膜，以及将透气防水膜压在支撑元件上的张紧支架，张紧支架以预定的按压力将透气防水膜按压在支撑元件上。张紧支架上的弹性元件进一步通过盖板来限制移动。

3、福特全球技术公司的公开号为cn116231219a的发明申请提供了一种用于电池包的泄压阀，泄压阀具有：阀体；与阀体配合的阀盖；位于所述阀体和所述阀盖之间的柔性元件，所述柔性元件具有贯穿的通孔；透气膜，所述透气膜覆盖所述通孔；以及所述柔性元件具有至少部分地围绕所述通孔的压缩部，所述压缩部构造为可形变以使所述柔性元件与所述阀体产生相对位移。通过上述泄压阀的使用能够在电池包内部压力快速升高时更有效地对其内部压力进行控制。

4、然而，上述现有技术中，电池包设置的泄压阀或透气膜等仅作为平衡电池包内外气压的结构，虽然能够防止外部液态的水分进入电池包内部，但是无法防止气态的水分进入电池包内部。此外，电池包发生热失控时会产生大量的可燃气体，而现有的泄压阀通气量小，防燃、防爆性能差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种结构简单、安全性能好、能够单向大流量通气的钠离子电池包排气阀，可以防止外部氧气或水分进入电池包内部；并且在电池包发生热失控时能够自动排气、散热，防燃、防爆性能良好。

2、本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

3、一种钠离子电池包排气阀，电池包包括壳体，壳体内部设置电芯，壳体上配置有排气孔，用于将壳体的内部与外界连通，排气阀与壳体相配合，并将排气孔密封；

4、排气阀包括阀盖和温度感应开关，阀盖与壳体相配合，并将排气孔密封；温度感应开关能够探测壳体内侧的温度，并且当温度感应开关探得的温度高于预设温度时，能够驱动阀盖移动并释放排气孔。

5、采用上述技术方案，当电池包内部发生热失控，产生大量烟雾和可燃气体时，温度感应开关可感应电池包内部的温度，当电池包内部的温度高于一定值时，阀盖自动打开、甚至脱离电池包的壳体，并释放壳体上的排气孔，从而实现大流量排气，并在排气的过程中代带出电池包内部的热量。电池包中，电芯热失控时，电池单体逐步失效冒烟，中途没有冒烟时阀体会自动关闭，可有效防止外部氧气进入电池包内部。

6、进一步的，阀盖为铝合金材质、耐高温高分子材料如ppo、pps、pc等，用于与电池包的壳体相配合。

7、进一步的，阀盖的重量与电池包内外压差的预设值相关；阀盖的重量根据设计的通气压差、通气面积来计算，计算公式如下：

8、 。

9、根据本发明的一种实施方式，阀盖的内侧面上配置有防爆片和密封圈；密封圈设于防爆片的外围，密封圈用于与电池包的壳体的上表面相贴合。具体的，防爆片与装配槽的槽底相对设置，密封圈与壳体上的装配槽的内壁抵接。

10、防爆片的材质为耐高温多孔陶瓷；通过防爆片的设置提高阀盖的防爆性能。密封圈为耐高温材质，例如硅胶、橡胶等；通过密封圈的设置提高阀盖的密封性能，降低外部氧气和水蒸气进入电池包内部的几率。

11、根据本发明的一种实施方式，温度感应开关包括多个启动元件，启动元件包括相对设置的第一基体和第二基体，第一基体与第二基体通过紧固螺栓连接，第一基体远离第二基体的一侧与阀盖的内侧壁相连；第一基体与第二基体之间设有间隙，间隙内设有感温玻璃件，感温玻璃件的内部存放有膨胀型灭火剂。

12、灭火剂为全氟己酮。

13、启动元件远离阀盖的一端能够穿过电池包的壳体，伸入到电池包的内部。

14、电池包的壳体上用于与阀盖相配合的装配槽的槽底设有安装通孔，安装通孔可设置在排气孔的外围，用于与温度感应开关的启动元件相配合。装配时，温度感应开关的启动元件通过安装通孔穿过壳体并伸入到电池包的内部。电池包内部温度超过预设温度时，感温玻璃件受热，其内部的灭火剂随温度上升而体积增大当电池包内部温度达到预设温度后，灭火剂膨胀撑爆感温玻璃件，并释放出来，灭火剂蒸发汽化后与可燃气体混合防止发生火灾。在此过程中，感温玻璃件破碎，第一基体与第二基体之间的间隙变小，在电池包内部气压的推动下，阀盖向外移动、脱离壳体的装配槽，从而释放排气孔，使得电池包内部的气体快速向外流动，并在气体流动的过程中带出电池包内部的大量热量，实现快速散热。

15、根据本发明的一种实施方式，第一基体与第二基体相对设置的侧面上均配置有垫圈，感温玻璃件设于两个垫圈之间。垫圈为耐高温的硅胶、橡胶等材质。

16、根据本发明的一种实施方式，阀盖的内壁上配置有安装槽，安装槽内部配置有辅助组件，辅助组件包括限位框架和缓冲件，限位框架设于安装槽内，缓冲件设于限位框架的内部。

17、辅助组件的设置一方面能够增加阀盖的配重，可在正常状态下保证阀盖能够较为稳固的贴合在电池包的壳体上，另一方面，通过辅助组件扩大阀盖内侧的表面积，在电池包发生热失控时，能够提高排气阀整体的吸热效果，缓冲件的设置能够实现对气流的导向作用，电池包发生热失控时，缓冲件能够促使产生的大量气体在其周围流动，从而在电池包内部热量向外扩散的过程中提高温度感应开关的敏感度。并且，在电池包内部气压增加，时，由于缓冲件的设置扩大气体与阀盖的接触面积，使得阀盖受力均衡，能够提高阀盖开启的灵敏度，并提高阀盖开启后与电池包壳体之间的间距，从而使得壳体上的排气孔顺利排气，增加排气时的气流流量。

18、此外，辅助组件的设置有助于在电池包意外爆炸时起到吸收爆炸能量、控制爆炸范围的作用。由于缓冲件从阀盖的表面向外突出设置，缓冲件与限位框架配合，使得阀盖在爆炸发生时受力点首先出现在限位框架附近，从而可控制电池包爆炸时壳体的形变方向。

19、根据本发明的一种实施方式，缓冲件包括圆筒状的缓冲基体，缓冲基体与限位框架弹性连接；限位框架内配置有第一弹簧，缓冲基体的末端能够与第一弹簧抵接。

20、缓冲基体的内部配置有第一缓冲单元，缓冲基体的外部配置有第二缓冲单元，缓冲基体的表面配置有装配孔，第二缓冲单元穿过装配孔并与第一缓冲单元相连接。

21、由此，第一缓冲单元与第二缓冲单元的配合，使得辅助组件具有缓冲效果。电池包内部产生大量气体并通过壳体上的排气孔向外流动时，第二缓冲单元接受气流的冲击，并将冲击能量传递至第一缓冲单元以及缓冲基体，经过缓冲件对冲击能量的消耗，气流对阀盖的冲击力度大幅降低，增强对阀盖的保护作用。

22、此外，缓冲基体与限位框架通过第一弹簧实现弹性连接，如此，在电池包内的气流冲击阀盖的过程中，缓冲基体在内部的第一缓冲单元、外部的第二缓冲单元以及气流的配合作用下，能够在一定的空间范围内移动，进一步实现消耗能量的效果，降低气流对阀盖的冲击力度。

23、进一步的，限位框架配置有限位槽，缓冲基体的侧方配置有限位条，限位条能够与限位槽相配合。

24、进一步的，限位框架配置有限位弯板，用以与缓冲基体的外侧壁相贴合，提高结构的稳定性。

25、根据本发明的一种实施方式，第二缓冲单元包括多个层叠设置的缓冲片，多个缓冲片之间穿插有连接杆，连接杆的一端穿过装配孔并与第一缓冲单元相连。相邻设置的两个缓冲片之间有一定的间距。

26、电池包内部的气流可在缓冲片之间的间隙流动，通过层叠设置的缓冲片扩大缓冲件与气流的接触面积，提高缓冲件的灵敏度，还有助于提高气流在阀盖与电池包壳体之间的均衡度，避免局部温度过高、气压过大。

27、并且，在气流冲击缓冲件时，第二缓冲单元首先与气流接触，多个缓冲片在与气流接触的过程中，可沿连接杆的长度方向产生位移，在移动过程以及与相邻的缓冲片产生撞击的过程中实现消耗能量、降低冲击力度的效果。

28、相对于现有技术而言，本发明具有如下有益效果：

29、1. 阀盖设置为单向通气结构，可防止外部的氧气、液态水、气态水等进入电池包的内部；当电池包内部发生热失控产出大量烟雾以及可燃气体时，阀盖可自动打开，释放排气孔实现大流量排烟排气，并快速散热；电池包内部气压下降到一定值后，阀盖可自动关闭，可防止外部氧气进入电池包内部，降低爆炸几率；

30、2. 防爆片以及灭火剂的使用，可防止明火产生，提高防爆、防燃效果；

31、3. 阀盖的开启由阀盖的重量控制，根据排气过程中电池包内外的压力差可实现阀盖的自动关闭；

32、4. 辅助组件与阀盖相配合，能够对气流的冲击实现弹性缓冲，一方面降低冲击力度。增强对阀盖的保护；另一方面扩大气体与阀盖的接触面积、增大阀盖打开后与电池包壳体的间距，保证气流的顺利排放；并且能够在意外爆炸发生时影响电池包壳体的形变方向。