本发明专利技术涉及用于壳体、尤其是电池壳体的压力平衡装置(10)，具有能穿流的基体(12)和关闭元件(32)，在正常运行状态中基体(12)和关闭元件(32)之间的流动路径(36)被打开且基体(12)中的处于流动路径(36)中的流动开口(24)被膜(26)跨越张紧，压力平衡装置(10)设置为在紧急放气过程之后转变到紧急运行状态中，其中关闭元件(32)关闭基体(12)。本发明专利技术还涉及具有这种压力平衡装置(10)的壳体。此外本发明专利技术涉及用于壳体内室和环境(16)之间的压力平衡的方法，具有步骤：通过膜(26)且在关闭元件(32)和基体(12)之间贯穿地执行壳体(18)内室(14)与环境之间的气体交换；执行紧急放气过程；通过关闭元件(32)关闭基体(12)。元件(32)关闭基体(12)。元件(32)关闭基体(12)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压力平衡装置、用于压力平衡的方法和壳体、尤其是电池壳体
[0001]本专利技术涉及一种压力平衡装置，用于壳体、尤其是用于电池壳体，具有可穿流的基体和关闭元件。本专利技术还涉及一种用于壳体、尤其是电池壳体的内室与环境之间的压力平衡的方法，以及壳体本身。
技术介绍
[0002]壳体、例如电池壳体经常设有压力平衡装置，以便能够在壳体内室与环境之间实现压力平衡。当壳体气密关闭时，在壳体或者说布置在壳体中的装置、例如电化学能量存储装置运行中可能在内室与环境之间构成压力差。通过压力平衡装置实现压力平衡来避免壳体在运行中力学失效，例如其方式是壳体向内或向外鼓起或最终爆裂。
[0003]在电池或者说蓄电器中，尤其是如使用作为电动车牵引电池的高压存储器中，可能出现电池单元失效，该失效导致壳体内室中压力和温度大大升高。为了避免壳体破裂，必须将处于高压下的热气体快速从壳体内室引出到环境中。
[0004]由DE 10 2017 003 360 B3已知一种用于壳体的压力平衡设备，其包括具有气体贯穿开口的格栅形笼架，气体贯穿开口由气体渗透膜遮盖。在流体上平行于气体贯穿开口地设置形式为屏蔽件的超压阀作为防裂装置。
[0005]在WO2020/141044 A1中描述了一种用于电子装置壳体的排气单元，其具有与电子装置壳体的压力平衡开口的边缘流体密封地可连接的基体，该基体具有至少一个气体贯穿开口，该气体贯穿开口在排气单元的正常运行状态下由膜覆盖。该膜流体密封地被紧固在可相对于基体移位的膜载体上，该膜载体在正常运行状态下通过轴向力密封地压靠到基体的气体贯穿开口的边缘上，使得在内室与环境之间的预定压差被超过时在释放围住膜的紧急排气开口的情况下膜载体可从基体上抬起。
[0006]两个前面提到的压力平衡装置或者说排气单元在紧急排气过程之后又转变到正常运行状态中，其方式是，超压阀关闭或膜载体挤压所述边缘。环境与内室之间的气体交换因此能继续通过气体贯穿开口进行。当基于电池单元故障而进行了紧急排气过程时，来自环境的氧气可以因此到达壳体的内室中。这点可能促使故障电池失火的产生或扩散。
[0007]由US 10,128,476 B2已知一种具有阀的密封的电池壳体。当电池壳体中的内压小于第一压力时，阀处于闭合状态，当内压至少像第一压力那么大且小于第二压力时，阀处于打开状态，且当内压至少像第二压力那么大时，阀处于闭合状态。针对内压超过第三压力的情况，在阳极和阴极上设置附加的电流中断阀。
[0008]本专利技术的任务是改善通风壳体中的电池的运行安全性。
技术实现思路
[0009]该任务通过一种具有权利要求1中记载的特征的压力平衡装置和一种根据权利要求15的方法来解决。优选的实施方式和变型方案记载在对应的从属权利要求和说明书中。
[0010]根据本专利技术的压力平衡装置
[0011]根据本专利技术，设置一种用于壳体、尤其是用于电池壳体的压力平衡装置。该压力平衡装置典型地被构造用于插入到壳体的壳体壁中。压力平衡装置具有可穿流的基体和关闭元件。基体可以是一件式或多件式的。优选地，基体构造有螺纹或卡口，用于拧入到壳体壁中。
[0012]根据本专利技术，在正常运行状态中打开基体和关闭元件之间的流动路径。换句话说，关闭元件在正常运行状态下非密封地关闭本身可穿流的基体。典型地，基体中的处于流动路径中的流动开口由膜跨越张紧该膜优选是选择性可渗透的。原则上，该膜对于气体可穿透。对于液体和固体，该膜优选不可穿透。通过该膜可以在正常运行状态中阻止水注入到壳体中。沿着流动路径可以在正常运行状态中进行穿过基体的(气体)流动。
[0013]进一步根据本专利技术，压力平衡装置被设置用于在紧急放气过程之后转变到紧急运行状态中，在该紧急运行状态中关闭元件气密地关闭基体。换句话说，在紧急运行状态中，关闭元件阻止穿流基体和因此压力平衡装置。通过关闭元件不可穿流或者说密封地关闭基体，在结束紧急放气过程之后尤其是阻止了贯穿压力平衡装置的氧
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其形式为来自环境空气的分子氧或形式为气态或液态水
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进入。正在产生或已经产生的壳体内失火由此由对于燃烧所需的氧化剂的供给而被切断。由此可以避免失火的产生或者说已产生的失火可以被停顿下来。
[0014]根据本专利技术的压力平衡装置换句话说具有与流动开口串联联接的阀组件，该阀组件形成具有关闭元件。在正常运行状态中，阀组件被打开，也就是说可穿流。即使在紧急放气过程期间，该阀组件也打开。在紧急运行状态中，阀组件不可穿流，该紧急运行状态在紧急放气过程结束之后由于根据本专利技术的压力平衡装置被自行设置。在紧急运行状态中，基体由关闭元件密封地关闭。
[0015]紧急放气过程的特征可以是流出气体的大的体积流、高压和/或高温。在紧急放气过程中可以破坏膜。因为在结束紧急放气过程之后关闭元件密封地关闭基体，所以仍然不产生气体、液体或固体能够到达壳体中的危险。
[0016]根据本专利技术的压力平衡装置能够实现下面描述的根据本专利技术的用于压力平衡的方法的执行。
[0017]优选地，关闭元件相对基体被预紧。由此可以通过关闭元件特别可靠地保证基体在紧急运行状态中的密封。为了将关闭元件相对基体预紧，可以设置弹簧元件。弹簧元件可以是优选柱体形的螺旋弹簧。弹簧元件可以被支撑在压力平衡装置的盖子上。盖子典型地被保持在基体上。盖子具有至少一个通风开口。当压力平衡装置不具有弹簧元件时，也可以设置这种盖子。
[0018]优选地，关闭元件在正常运行状态下贴靠在突出部上，流动路径在这些突出部之间走向。在这些突出部之间构造的撤回部能够因此实现经过关闭元件旁边的气体流动。尤其地，这些突出部存在于基体上，并以至少一个轴向分量从基体的面对关闭元件的一侧延伸。
[0019]在压力平衡装置的一种优选实施方式中，在正常运行状态中，关闭元件至少以区域方式通过间距保持件与基体间隔开。前面提到的突出部和撤回部可以构造在间距保持件上。间距保持件可以这样构造或布置在基体上，即，该间距保持件在紧急放气过程中丧失其
作用，使得关闭元件在紧急运行状态中可以密封地贴靠在基体上。
[0020]在同样优选的实施方式中，间距保持件一端保持在盖子上且另一端保持在关闭元件上。这里尤其考虑粘接、等离子处理下的焊接、喷注以及拧接和/或铆接。
[0021]在一种有利实施方式中，将间距保持件这样保持在盖子上，即，在正常运行中保证可靠的连接并因此良好的可穿流性，其中，关闭元件可以沿远离膜的方向在轴向上移位，这导致流动间隙的扩大。间距保持件以如下方式与关闭元件连接，即，该间距保持件在正常运行状态下随着低于100℃的温度被牢固固定，但是在紧急打开情况中出现的温度、例如大于200℃的温度下丧失其附着。这点可通过适当选择合成物质和/或粘接物质实现，其在相应高的温度下丧失其功能。
[0022]此外，间距保持件能够在压力平衡装置转移到紧急运行状态中的情况下与关闭元件一起沿轴向移位。
[0023]替换地，间距保持件可以具有在其处于关闭元件附近的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种压力平衡装置(10；50)，用于壳体(18)、尤其是用于电池壳体，所述压力平衡装置具有能穿流的基体(12)和关闭元件(32)，其中，在正常运行状态中，所述基体(12)和所述关闭元件(32)之间的流动路径(36)被打开且所述基体(12)中的处于所述流动路径(36)中的流动开口(24)被膜(26)跨越张紧，且其中，所述压力平衡装置(10；50)被设置为，在紧急放气过程之后转变到紧急运行状态中，在所述紧急运行状态中，所述关闭元件(32)气密地关闭所述基体(12)，其中，从所述关闭元件(32)沿指向所述膜(26)的方向伸出一紧急排气心轴(44)。2.根据权利要求1所述的压力平衡装置(10；50)，其特征在于，所述关闭元件(32)相对所述基体(12)被预紧。3.根据权利要求2所述的压力平衡装置(10；50)，其特征在于，用于预紧所述关闭元件(32)的弹簧元件(34)支撑在所述压力平衡装置(10；50)的盖子(28)上。4.根据前述权利要求中任一项所述的压力平衡装置(10；50)，其特征在于，在所述正常运行状态中，所述关闭元件(32)贴靠在突出部(40)上，所述流动路径(36)在所述突出部之间走向，其中，所述突出部(40)优选存在于所述基体(12)上且以至少一个轴向分量从所述基体(12)的面对所述关闭元件(32)的一侧延伸。5.根据前述权利要求中任一项所述的压力平衡装置(10)，其特征在于，在所述正常运行状态中，所述关闭元件(32)至少以区域方式通过至少一个间距保持件(38)与所述基体(12)间隔开。6.根据权利要求5所述的压力平衡装置(10)，其特征在于，所述间隔保持件(38)一端被保持在所述盖子(28)上且另一端被保持在所述关闭元件(32)上，其中，与所述关闭元件(32)的连接优选能够在预定的边界温度之上、尤其是200℃之上解体。7.根据权利要求5或6所述的压力平衡装置(10)，其特征在于，所述间距保持件(38)能够在所述压力平衡装置(10)转移到所述紧急运行状态中的情况下与所述关闭元件(32)一起沿轴向移位。8.根据权利要求6所述的压力平衡装置(10)，其特征在于，所述间距保持件(38)具有在其处于所述关闭元件(32)附近的关闭元件端部(384)和其处于所述盖子(28)附近的端部之间的力传导结构，所述力传导结构具有至少一个额定断裂部位(381)，所述额定断裂部位被构造用于在预定的压力负载情况下失效，其中，优选地所述力传导结构具有至少一个径向的凸缘，所述凸缘被构造为轴向止挡(383)，所述轴向止挡能够在所述紧急运行状态中贴靠在所述盖子(28)的内表面上。9.根据权利要求8所述的压力平衡装置(10...
【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：曼，
类型：发明
国别省市：
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