CN115133216A - 基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀及电池包 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了新能源汽车电池包安全领域的主动安全阀一种基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀及电池包，包括电池包壳体、安全阀底座、记忆合金丝，安全阀底座与电池包壳体固定，记忆合金丝一端固定设置在安全阀底座上，记忆合金丝另一端固定设置有安全阀阀门，记忆合金丝上套设有弹性件；记忆合金丝通过温度变化而发生形状记忆效应，安全阀阀门通过记忆合金丝的长度缩短而向下运动，安全阀阀门与电池包壳体之间形成排气口，降温后的记忆合金丝通过弹性件进行复位，安全阀阀门与电池包壳体契合而密封设置。本发明能以温度作为检测信号来控制电池包安全阀的开闭，提前释放电池包内部气体和热量，有效降低热失控风险。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车电池包安全领域的主动安全阀，具体地，涉及一种基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀及电池包。
背景技术
近年来由于国家政策的支持，新能源汽车在我国发展迅速，产量和销量逐年上升。新能源汽车电池包作为新能源汽车驱动的主要能量来源之一，它在工作时的安全性、稳定性对新能源汽车的续航里程、汽车寿命乃至于驾驶员的生命安全均有重要影响。目前市场上主流采用由锂电池组成电池模组，再由电池模组组成电池包的方式作为新能源汽车电池包的设计。但是锂电池由于其本身特性，不可避免会有少量电池发生热失控现象，如果不能将电池包内部热量及时排出，会导致电池包温度持续上升，甚至引起其它处于高能状态的锂电池发生连锁反应，极大提高了安全隐患。
目前新能源汽车电池包在外侧设计有安全阀装置，能够在电池遭遇滥用，内部气压过大时打开，通过向外界释放气体和热量以防止内部电池发生更为严重的热失控或***事故。常见的电池包安全阀主要为泄压防爆阀，以电池包内部压力作为检测信号，在压力达到极限状态时打开并向外排气，是电池安全防控领域的一种必要手段。此类安全阀装置的不足之处在于：首先它是以电池包内外气体产生的压力差来突破阀体，形式较为被动，无法主动打开；其次，压力升高是电池包内部温度升高所产生的间接效应，以间接因素作为电池热安全防控的触发条件将导致防控举措的灵敏度下降，在安全阀打开时，电池包内部温度可能早已达到危险水平，造成防控不及时。
经现有技术检索发现，中国发明专利公布号为CN105140445A，公开了一种锂电池泄压防爆阀结构，包括盖板，其特征在于：所述盖板的一侧开设有一个***孔，所述***孔的底部设有一层薄壁***膜，所述薄壁***膜与盖板为一体结构，所述***膜上设有一***槽。该专利技术就存在上述相关问题。
因此，设计一款形式更为主动，防控更为直接，反应更为迅速，直接以温度、热量作为检测信号的电池包主动安全装置，对新能源汽车电池包热安全防控具有重要意义。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀及电池包。
根据本发明提供的一种基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀，包括电池包壳体、安全阀底座以及记忆合金丝，所述安全阀底座与所述电池包壳体固定设置，所述记忆合金丝一端固定设置在所述安全阀底座上，所述记忆合金丝另一端固定设置有安全阀阀门，且所述记忆合金丝上套设有弹性件；
所述记忆合金丝通过温度变化而发生形状记忆效应，所述安全阀阀门通过所述记忆合金丝的长度缩短而向下运动，所述安全阀阀门与所述电池包壳体之间形成用于将电池包内部热量、气体向外排出的排气口，降温后的所述记忆合金丝通过所述弹性件进行复位，所述安全阀阀门与所述电池包壳体相互契合而密封设置。
一些实施方式中，所述安全阀底座上固定设置有底座连接条，所述底座连接条另一端连接设置所述电池包壳体，且所述底座连接条设有多根，多根所述底座连接条周向设置在所述安全阀底座与所述电池包壳体之间。
一些实施方式中，所述安全阀底座上设有弹簧定位条，所述弹簧定位条与所述安全阀底座相互垂直设置，所述弹性件套设在所述弹簧定位条上。
一些实施方式中，所述安全阀底座、所述电池包壳体、所述弹簧定位条以及所述底座连接条采用一体化结构设置。
一些实施方式中，所述安全阀底座的中心点处开设有限位孔，所述记忆合金丝穿设过所述限位孔设置。
一些实施方式中，所述记忆合金丝为由形状记忆合金制作的长条状丝线。
一些实施方式中，所述记忆合金丝的材质为镍-钛系、铜系、铁系记忆合金中的一种或多种。
一些实施方式中，所述安全阀阀门采用圆台形金属实体设置，所述排气口采用与所述安全阀阀门相同的结构设置。
一些实施方式中，所述弹簧定位条采用圆柱形结构，所述弹簧定位条的高度小于所述记忆合金丝缩短后的长度设置。
本发明还提供一种电池包，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明选用形状记忆合金丝作为安全阀的主要部件，通过感应温度变化产生的主动应力打开阀门，在电池包热安全管理方面响应更为直接、更为迅速，能够直接根据温度变化作出响应，功能更为完善，能够有效提高电池安全性；
2、本发明通过弹簧与记忆合金丝组成的拮抗，能够使得安全阀及时开闭、反复使用，降低维修成本。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀的剖面示意图；
图2为本发明基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀工作状态的剖面示意图；
图3为本发明基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀安装位置的结构示意图；
图4为本发明基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀的俯视示意图；
附图标记：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示为基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀的剖面示意图，如图2所示为基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀工作状态的剖面示意图，如图3所示为基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀安装位置的结构示意图，如图4所示为基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀的俯视示意图，包括电池包壳体1、安全阀底座5以及记忆合金丝3，安全阀底座5与电池包壳体1固定设置，记忆合金丝3一端固定设置在安全阀底座5上，记忆合金丝3另一端固定设置有安全阀阀门2，且记忆合金丝3上套设有弹性件4。
记忆合金丝3通过温度变化而发生形状记忆效应，安全阀阀门2通过记忆合金丝3的长度缩短而向下运动，安全阀阀门2与电池包壳体1之间形成用于将电池包内部热量、气体向外排出的排气口，降温后的记忆合金丝3通过弹性件4进行复位，安全阀阀门2与电池包壳体1相互契合而密封设置。记忆合金丝3控制安全阀阀门2的上升和下降，以此来控制阀门开闭。
安全阀底座5上固定设置有底座连接条52，底座连接条52另一端连接设置电池包壳体1，且底座连接条52设有多根，多根底座连接条52周向设置在安全阀底座5与电池包壳体1之间，底座连接条52的数量、形式在满足使用需求的前提下自行设计。
安全阀底座5上设有弹簧定位条51，弹簧定位条51与安全阀底座5相互垂直设置，弹性件4套设在弹簧定位条51上。在本实施例中，安全阀底座5、电池包壳体1、弹簧定位条51以及底座连接条52采用一体化结构设置。
安全阀底座5的中心点处开设有限位孔53，记忆合金丝3穿设过限位孔53设置，对记忆合金丝3起到定限位作用。记忆合金丝3为由形状记忆合金制作的长条状丝线。记忆合金丝3的材质为镍-钛系、铜系、铁系记忆合金中的一种或多种。
安全阀阀门2采用圆台形金属实体设置，排气口采用与安全阀阀门2相同的结构设置。安全阀阀门2的功能是控制排气口的开闭。在正常状态下堵住排气口防止外界物质进入电池包内部，保持电池包的密封状态；在工作状态下打开，允许气体和热量向外逸散。弹簧定位条51采用圆柱形结构，弹簧定位条51的高度小于记忆合金丝3缩短后的长度设置，对弹性件4起到定位作用。
如图2所示，工作时，记忆合金丝3感应到温度变化，在超过设定的安全温度极限时发生形状记忆效应，长度具有缩短趋势，将自由端安全阀阀门2向下拉，阀门打开，产生向外排气口，将电池包内部热量和气体向外排出，提前散热以降低电池热失控风险。当风险解除后，记忆合金丝3在与弹性件4组成的拮抗作用下恢复原位，阀门关闭，重新恢复到如图1所示的正常状态，保持电池包的密闭绝缘性，实现安全阀的重复使用，减少维修成本。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀，其特征在于，包括电池包壳体(1)、安全阀底座(5)以及记忆合金丝(3)，所述安全阀底座(5)与所述电池包壳体(1)固定设置，所述记忆合金丝(3)一端固定设置在所述安全阀底座(5)上，所述记忆合金丝(3)另一端固定设置有安全阀阀门(2)，且所述记忆合金丝(3)上套设有弹性件(4)；
所述记忆合金丝(3)通过温度变化而发生形状记忆效应，所述安全阀阀门(2)通过所述记忆合金丝(3)的长度缩短而向下运动，所述安全阀阀门(2)与所述电池包壳体(1)之间形成用于将电池包内部热量、气体向外排出的排气口，降温后的所述记忆合金丝(3)通过所述弹性件(4)进行复位，所述安全阀阀门(2)与所述电池包壳体(1)相互契合而密封设置。
2.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀，其特征在于，所述安全阀底座(5)上固定设置有底座连接条(52)，所述底座连接条(52)另一端连接设置所述电池包壳体(1)，且所述底座连接条(52)设有多根，多根所述底座连接条(52)周向设置在所述安全阀底座(5)与所述电池包壳体(1)之间。
3.根据权利要求2所述的基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀，其特征在于，所述安全阀底座(5)上设有弹簧定位条(51)，所述弹簧定位条(51)与所述安全阀底座(5)相互垂直设置，所述弹性件(4)套设在所述弹簧定位条(51)上。
4.根据权利要求3所述的基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀，其特征在于，所述安全阀底座(5)、所述电池包壳体(1)、所述弹簧定位条(51)以及所述底座连接条(52)采用一体化结构设置。
5.根据权利要求3所述的基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀，其特征在于，所述安全阀底座(5)的中心点处开设有限位孔(53)，所述记忆合金丝(3)穿设过所述限位孔(53)设置。
6.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀，其特征在于，所述记忆合金丝(3)为由形状记忆合金制作的长条状丝线。
7.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀，其特征在于，所述记忆合金丝(3)的材质为镍-钛系、铜系、铁系记忆合金中的一种或多种。
8.根据权利要求6所述的基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀，其特征在于，所述安全阀阀门(2)采用圆台形金属实体设置，所述排气口采用与所述安全阀阀门(2)相同的结构设置。
9.根据权利要求3所述的基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀，其特征在于，所述弹簧定位条(51)采用圆柱形结构，所述弹簧定位条(51)的高度小于所述记忆合金丝(3)缩短后的长度设置。
10.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的基于形状记忆合金圆环的电池包安全阀。
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|---|---|
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10241738A (ja) * | 1997-02-27 | 1998-09-11 | Hitachi Ltd | 非水電解液二次電池 |
| CN1693104A (zh) * | 2004-04-30 | 2005-11-09 | 米其林创意开发股份有限公司 | 气体燃料车辆和自动排气*** |
| CN1747198A (zh) * | 2004-09-07 | 2006-03-15 | 三星Sdi株式会社 | 具有形状记忆安全排气塞的锂离子二次电池 |
| KR20080015164A (ko) * | 2006-08-14 | 2008-02-19 | 주식회사 엘지화학 | 형상기억합금과 탄성부재를 이용한 가스배출 구조를포함하고 있는 이차전지 |
| CN102456860A (zh) * | 2010-10-27 | 2012-05-16 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 高压蓄电池应用的主动***塞 |
| JP2015185223A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | 日立マクセル株式会社 | 密閉型電池 |
| CN112993482A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-06-18 | 华景微纳科技(苏州)有限公司 | 一种电池包快速排气装置 |
| CN113767516A (zh) * | 2019-08-16 | 2021-12-07 | 株式会社Lg新能源 | 圆柱形电池 |
-
2022
- 2022-05-27 CN CN202210593077.9A patent/CN115133216A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10241738A (ja) * | 1997-02-27 | 1998-09-11 | Hitachi Ltd | 非水電解液二次電池 |
| CN1693104A (zh) * | 2004-04-30 | 2005-11-09 | 米其林创意开发股份有限公司 | 气体燃料车辆和自动排气*** |
| CN1747198A (zh) * | 2004-09-07 | 2006-03-15 | 三星Sdi株式会社 | 具有形状记忆安全排气塞的锂离子二次电池 |
| KR20080015164A (ko) * | 2006-08-14 | 2008-02-19 | 주식회사 엘지화학 | 형상기억합금과 탄성부재를 이용한 가스배출 구조를포함하고 있는 이차전지 |
| CN102456860A (zh) * | 2010-10-27 | 2012-05-16 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 高压蓄电池应用的主动***塞 |
| JP2015185223A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | 日立マクセル株式会社 | 密閉型電池 |
| CN113767516A (zh) * | 2019-08-16 | 2021-12-07 | 株式会社Lg新能源 | 圆柱形电池 |
| CN112993482A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-06-18 | 华景微纳科技(苏州)有限公司 | 一种电池包快速排气装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李书营，马金法: "《交流传动机车制动技术》", 31 January 2019, 西安交通大学出版社, pages: 160 * |
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