[發明專利]泄壓元件、泄壓設備和電池

有效

• 申請號: 201280055717.5
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN104106154B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 拉爾夫·喬斯維格;馬丁·維格曼;海爾吉·布倫納;馬庫斯·何;凱文·克拉代克
• 申請（專利權）人: 江森自控先進能源動力系統有限責任公司
• 主分類號: H01M2/12
• 分類號: H01M2/12;H01M2/10
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所31259
• 代理人: 脫穎

本發明涉及根據權利要求1的用作過壓安全裝置的泄壓元件。本發明還涉及根據權利要求12的電化學電池的泄壓設備，該設備包括這種泄壓元件，以及根據權利要求17的包括這種泄壓設備的電池。

在一些技術領域中，存在以快速方式釋放過壓的氣體介質的需求，如在使用壓縮空氣氣動設備的領域或在電化學電池的領域。這種電池越來越多地用于混合動力車輛和電動車輛。用于混合動力車輛和電動車輛的電池通常需要允許壓力均衡，如在過載或短路的情況下，大量的氣體可以被釋放。即使在這樣的電池系統中通常是一個小的橫截面是開放的以允許在電池系統的操作過程中交換一定小量空氣，小橫截面的開口對于在緊急情況下的快速氣體釋放也不是足夠大。小開口提供了小量的空氣交換，保持電池的內外濕度處于同一水平。在電池內的壓力迅速增加的情況下需要安全裝置來避免電池外殼的爆炸。

本發明的一個目的是提供一種過壓安全裝置，用于在過壓情況下氣體介質必須迅速釋放的設備，其可以容易地和便宜地制造，并且用于廣泛的應用范圍。

根據權利要求1，本發明的目的通過一種泄壓元件來實現，該元件在過壓情況下氣體介質必須被快速釋放的設備中被用作過壓安全裝置，其中泄壓元件具有至少一個凹槽，其被設計成預定破裂點，在一定級別的過壓下，泄壓元件在該點破裂，從而不可逆地打開氣體介質的排氣通路。本發明的優點是所提出的是一次性使用元件，其包括預定破裂點，在該點泄壓元件破裂然后保持在不可逆的打開狀態。這種泄壓元件可以以不同的設計很便宜地和容易地制造，無論是作為是泄壓設備的一體部件的集成泄壓元件還是作為可安裝在泄壓設備內的獨立部件。在后一種情況下，泄壓元件可以是可更換的部件，其可在破裂之后的修復行動中進行更換。凹槽以這種方式設計，即泄壓元件在預定的過壓級別或范圍破裂，例如，具有過壓上限和下限的范圍。

泄壓元件可以是可透氣的元件，它總是允許一定的氣體流動，或者在其破裂之前也可以是不透氣的。

根據本發明一個有利實施例，泄壓元件可被形成為板狀和/或盤狀部件。在這種情況下，泄壓元件設置為具有平的，薄的形狀。泄壓元件的外輪廓可以是圓形，橢圓形，矩形或正方形或適于特定應用的任何其它形狀。

有利地，泄壓元件可以用塑料材料制成。這允許將廉價的制造與至少一個凹槽形式的破裂點的可確定的安全設計相結合，特別是對于泄壓元件的大規模生產來說。特別是，它使得用目前大規模生產技術制造具有高重復精度的過壓級別的大量泄壓元件成為可能，破裂點依據該過壓級別起作用。

根據本發明一個有利實施例

a)泄壓元件包括注入側，在泄壓元件的制造期間塑料材料從注入側注入注塑模具中，以及

b)泄壓元件包括壓力側，該側被布置為用于填充氣體介質，

c)其中注入側和壓力側是泄壓元件的相對的兩側。

這允許泄壓元件用塑料材料以高度履行規格和高度重復精度的可靠生產。

根據本發明一個有利實施例，泄壓元件包括在至少一側上的如下方式的異型表面，即泄壓元件的材料厚度是泄壓元件的中心區域的比環繞中心區域的至少一個區域的更大。如果泄壓元件是平的，板狀元件，設計泄壓元件的兩個相對的側面具有這種異型表面或僅一側具有都是可能的。在后者的情況下，另一側可以被設計為平的，平坦表面。如果泄壓元件包括上述注入側和壓力側，有利的是設計注入側作為具有這種異型表面的一側。尤其有利的是將異型表面設計成在不同材料厚度的區域之間平滑過渡。如果這是在注入側實現，泄壓元件的設計支持塑料材料的均一性。特別是，能夠避免在塑料材料注入期間材料中的湍流。例如，有利的是塑料材料從泄壓元件的中心區域注入到周邊地區。

根據本發明的一個有利實施例，泄壓元件的材料厚度可以從中心區域朝向環繞中心區域的至少一個區域以漸變的方式減小。這允許較厚中心區域至較薄環繞區域之間的平滑過渡。通過以漸變方式減小材料厚度，泄壓元件內的張力能夠以最大張力發生在泄壓元件的預定破裂點這樣的方式來控制。

根據本發明的一個有利實施例，泄壓元件包括在其外圓周上具有增加的材料厚度的圓周區域。以這種方式，泄壓元件可以被設計成具有更大的外圓周區域，其可以用于安裝和保持目的，例如，用于將泄壓元件保持在圓形或其他形狀的支架設備上。

根據本發明的一個有利實施例，凹槽可以靠近具有增加的材料厚度的圓周區域。另外，凹槽可以被成型為完全或部分地環繞泄壓元件的中心區域的周向凹槽。