[發明專利]用于保護排放閥的設備、支撐元件、蓄電池電芯及蓄電池

有效

• 申請號: 201410079490.9
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN104009196B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: M·科爾貝格爾
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司;三星SDI株式會社
• 主分類號: H01M2/12
• 分類號: H01M2/12;H01M2/10;H01M2/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 蘇娟,王春俏

技術領域

本發明涉及用于保護排放閥的設備、支撐元件、蓄電池電芯及蓄電池。

背景技術

在電力驅動的機動車中，特別是電動車輛、插入式混合驅動車輛和混合驅動車輛中，使用模塊式構造的蓄電池，以便利用該蓄電池通過車輛側的高壓驅動電網向機動車的電力驅動裝置供給電能。蓄電池模塊通常具有多個蓄電池電芯，它們能夠串聯或者并聯。

在出現：例如由蓄電池電芯的電氣過載引起的電氣的不當應用時；例如通過在蓄電池電芯的殼體上施加外部的機械的力影響引起的機械的不當應用時；例如通過在蓄電池電芯上的外部的熱作用引起的熱的不當應用時；或者例如通過與金屬物體的接觸引起的無意的內部或者外部短路時，蓄電池電芯或多或少會強烈變熱。為能夠平衡由此在蓄電池電芯的殼體內產生的壓力升高(其在極端的情況下能夠導致蓄電池電芯爆炸)，蓄電池電芯的殼體通常具有排放口，在該排放口處設置對壓力有反應的排放閥，該排放閥在過壓出現時在蓄電池電芯的殼體內以規定的量級打開。

在排放閥打開時從蓄電池電芯的殼體內流出的液體、蒸汽或者氣體可能包含未分解的電解液成分，例如碳酸二甲酯(DMC)或者碳酸乙烯酯(EC)，或者還有可燃的分解產物，例如一氧化碳(CO)、氫(H₂)或者甲烷(CH₄)。此外在液體、蒸汽或者氣體中可能包含在殼體內存在的導電鹽的分解產物，例如氟化氫(HF)或者含磷的化合物、例如三氟氧化磷(POF₃)。

為了能夠在排放閥打開時從蓄電池中導出從蓄電池的蓄電池電芯中流出的液體、蒸汽或者氣體，使蓄電池電芯與蓄電池的排放系統連接，后者例如可以具有塑料管或者軟管。相對于外部的周圍環境，該排放系統可以通過對壓力敏感的閥封閉。

為了防止液體、蒸汽或者氣體從蓄電池電芯的殼體中不受控制地流出，需要在蓄電池電芯的殼體上設置的排放閥保持運轉，特別需要該排放閥在其排放口關閉的關閉位置完全阻止液體、蒸汽或者氣體的這種不受控制的流出。電解液從蓄電池電芯的殼體中的不受控制的流出通常通過緩慢的電芯電壓降落和內電阻的升高而察覺。

已知使用這樣的排放閥，該排放閥具有從出現規定的例如從5到10巴的量級的過壓起在蓄電池電芯的殼體內爆裂的封閉體。然而該封閉體相對于外部的機械和特別是選擇性的力影響非常敏感，這些力影響例如在與裝配工具或者與手指或者指甲接觸時能夠產生。因此通過這樣的接觸可能導致關閉體的不希望的損壞，其可能導致液體、蒸汽或者氣體不受控制地從蓄電池電芯的殼體中流出。

發明內容

本發明的主題是一種設備，其用于保護在蓄電池電芯的殼體內的排放口處設置的、具有能夠不可逆地變形的爆裂盤片或者能夠可逆地變形的爆裂膜片的排放閥不受外部的機械的力影響，其特征在于設有至少一個可設置在該爆裂盤片或者爆裂膜片的朝向蓄電池電芯的殼體的內部的側面上的形狀穩定的支撐隔片。

通過在爆裂盤片或者爆裂膜片的朝向蓄電池電芯的殼體的內部的側面上設置形狀穩定的支撐隔片，該爆裂盤片或者爆裂膜片至少局部從下面受到支撐，使得可能作用在爆裂盤片或者爆裂膜片的背離蓄電池電芯的殼體的內部的側面上的外部的機械的力影響并非必然導致爆裂盤片或者爆裂膜片的損壞，由于爆裂盤片或者爆裂膜片的損壞會造成液體、蒸汽或者氣體從蓄電池電芯的殼體不受控制地流出。

為了使在排放閥打開的情況下使蓄電池電芯的殼體中的排放口以盡可能大的程度開放，應該選擇支撐隔片的寬度比殼體的排放口的尺寸顯著更小。

能夠不可逆地變形的爆裂盤片應該理解為這樣的爆裂體：它在壓力下爆裂后不再能夠用于關閉在蓄電池電芯的殼體中的排放口，因為它在爆裂后不再能夠恢復形變至它的關閉位置。與此相對，所謂能夠可逆地變形的爆裂膜片應該理解為可彈性形變的爆裂體，它在爆裂以及與之相關地壓力作用之后自動地恢復到它的關閉位置。為此可以在爆裂盤片或者爆裂膜片上提供至少一個應斷裂位置，爆裂盤片或者爆裂膜片在它們首次爆裂時在該應斷裂位置處破裂。

形狀穩定地構造至少一個支撐隔片應該意味著，當特別是裝配類型的外部的機械的力影響作用在爆裂盤片或者爆裂膜片上并且通過其作用在支撐隔片上時，所述支撐隔片基本上保持其在未加載的狀態下給定的外形，以便實現從其朝向蓄電池電芯的殼體的內部的側面對爆裂盤片或者爆裂膜片的適宜的支撐。