特許 7431978 防爆弁、電池パック及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-06

(45)【発行日】2024-02-15

(54)【発明の名称】防爆弁、電池パック及び装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/383 20210101AFI20240207BHJP

   H01M 50/342 20210101ALI20240207BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240207BHJP

   H01M 10/6551 20140101ALI20240207BHJP

   H01M 50/325 20210101ALN20240207BHJP

   H01M 50/35 20210101ALN20240207BHJP

【ＦＩ】

H01M50/383

H01M50/342 201

H01M10/613

H01M10/6551

H01M50/325

H01M50/35 201

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2022539000

(86)(22)【出願日】2020-12-11

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-06

(86)【国際出願番号】 CN2020135950

(87)【国際公開番号】W WO2021169494

(87)【国際公開日】2021-09-02

【審査請求日】2022-06-23

(31)【優先権主張番号】202010128393.X

(32)【優先日】2020-02-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】513196256

【氏名又は名称】寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ａｍｐｅｒｅｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｉｍｉｔｅｄ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．２，Ｘｉｎｇａｎｇ Ｒｏａｄ，Ｚｈａｎｇｗａｎ Ｔｏｗｎ，Ｊｉａｏｃｈｅｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｎｉｎｇｄｅ Ｃｉｔｙ，Ｆｕｊｉａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ ３５２１００

(74)【代理人】

【識別番号】100159329

【弁理士】

【氏名又は名称】三縄 隆

(72)【発明者】

【氏名】▲陳▼ 小波

(72)【発明者】

【氏名】黎 ▲賢▼▲達▼

(72)【発明者】

【氏名】▲呉▼ 少基

(72)【発明者】

【氏名】李 ▲ティン▼

【審査官】前田 寛之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０７７５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１６５０２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１２５１６３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ５０／３０－５０／３９２

Ｈ０１Ｍ１０／５２－１０／６６７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

防爆弁であって、防火部材及び通気膜を含み、
前記防火部材は電池パックのケースに接続することに用いられ、且つ前記通気膜は前記防火部材に固定され、前記電池パックは順に前記防火部材及び前記通気膜を介して外部とのガス交換を行うことができ、
前記防火部材はフレームアレスタユニット及び本体を含み、
前記本体は入口端及び出口端を有し、前記入口端は前記ケースの内部と連通し、且つ前記出口端は前記フレームアレスタユニットと連通し、前記通気膜は前記フレームアレスタユニットに固定される防爆弁。

【請求項2】

前記フレームアレスタユニットは前記本体から離れる第１端と、前記第１端と反対側に設置される第２端とを含み、
前記通気膜は前記第１端に固定され、
前記本体の前記出口端は前記第２端に接続され、前記本体の前記入口端は前記ケースに接続される請求項１に記載の防爆弁。

【請求項3】

前記防爆弁は第１濾過構造をさらに含み、前記第１濾過構造は前記本体の入口端に設置される請求項２に記載の防爆弁。

【請求項4】

前記本体の内部には前記入口端と前記出口端を連通する流路が形成され、
前記防爆弁は第２濾過構造をさらに含み、前記第２濾過構造は前記本体の流路内に設置される請求項３に記載の防爆弁。

【請求項5】

前記第２濾過構造は前記本体の流路内に可動に設置され、
前記防爆弁は弾性部材をさらに含み、前記弾性部材は前記第２濾過構造と前記フレームアレスタユニットを接続することに用いられる請求項４に記載の防爆弁。

【請求項6】

第１濾過構造及び第２濾過構造は濾過網であり、第１濾過構造のメッシュ数は第２濾過構造のメッシュ数よりも小さい請求項５に記載の防爆弁。

【請求項7】

フレームアレスタユニットは防火ディスク及び防火ディスクハウジングを含み、前記防火ディスクは前記防火ディスクハウジング内に固定され、前記防火ディスクハウジングは本体の出口端に固定される請求項１～６のいずれか１項に記載の防爆弁。

【請求項8】

前記防火ディスクの横断面に複数の通路が形成される請求項７に記載の防爆弁。

【請求項9】

前記防火ディスクの通路は三角形の通路又は波形の通路である請求項８に記載の防爆弁。

【請求項10】

前記本体は徐々に拡大する構造であり、前記本体の断面積は入口端から前記出口端へ徐々に拡大する請求項１～９のいずれか１項に記載の防爆弁。

【請求項11】

前記本体の外壁に複数の放熱フィンが設置され、前記複数の放熱フィンは前記本体の周方向に沿って前記外壁に間隔をあけて設置される請求項２～１０のいずれか１項に記載の防爆弁。

【請求項12】

前記防爆弁は弁カバーをさらに含み、
前記弁カバーは前記フレームアレスタユニットに取り外し可能に接続することに用いられ、前記弁カバーに通気孔が開口され、且つ前記通気膜は前記弁カバーと前記フレームアレスタユニットとの間に位置する請求項１～１１のいずれか１項に記載の防爆弁。

【請求項13】

電池パックであって、請求項１～１２のいずれか１項に記載の防爆弁、ケース及び複数の電池モジュールを含み、
前記複数の電池モジュールは前記ケース内に収容され、
前記防爆弁は前記ケースに設置され且つ前記ケースの内部と連通する電池パック。

【請求項14】

電気エネルギーを供給することに用いられる請求項１３に記載の電池パックを含むことを特徴とする装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本願は、２０２０年０２月２８日に提出された、名称が「防爆弁、電池パック及び装置」である中国特許出願２０２０１０１２８３９３．Ｘの優先権を主張し、当該出願の全内容は援用により本明細書に組み込まれている。

【0002】

技術分野
本願の実施形態は、電池分野に関し、特に防爆弁、電池パック及び装置に関する。

【背景技術】

【0003】

背景技術
電池を動力源として使用する電気自動車などの装置では、電池が、機械的、電気的、熱的などの外部環境により励起されるとき、暴走リスクが存在し、ひいては火災、爆発などの壊滅的な事故を引き起こす可能性がある。

【0004】

電池パック内の電池は、熱暴走が発生したときに外部に大量のエネルギーを放出し、同時に大量の高温の暴走ガスと粒子の混合物を生成し、且つ燃焼火炎を噴出し及び／又は高温火花を発生させる可能性があり、暴走行動は電池パックに強い機械的衝撃及び熱危害をもたらし、例えば、噴出された燃焼火炎及び高温火花は電池パック内の温度を高速に上昇させ、電池パックの自着火をもたらし、極めて大きな安全上のリスクをもたらしている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来技術に存在する欠陥に鑑みて、本願の目的は、暴走ガスを効果的に排出でき、難燃化、防火及び降温を実現できる防爆弁、電池パック及び装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を実現するために、一態様では、本願は防爆弁を提供し、防火部材及び通気膜を含み、防火部材は電池パックのケースに接続することに用いられ、且つ通気膜は防火部材に固定され、電池パックは順に防火部材及び通気膜を介して外部とのガス交換を行うことができる。

【0007】

暴走生成物が防爆弁を通過したとき、燃焼火炎及び高温火花が防火部材を通過して消火除去され、且つ高温の暴走ガスが防火部材を通過して降温され、最後に未燃の暴走ガスが直接排出され、それにより、本願の防爆弁は、暴走ガスを効果的に排出できる。

【0008】

一実施例では、防火部材はフレームアレスタユニット及び本体を含み、本体は入口端及び出口端を有し、入口端はケースの内部と連通し、且つ出口端はフレームアレスタユニットと連通し、通気膜はフレームアレスタユニットに固定される。

【0009】

フレームアレスタユニットは防火難燃化及び高温の暴走ガスを降温する役割を有する。通気膜は、一方では、防爆弁をシールする役割を果たし、水蒸気の侵入を防止し、他方では、電池パック内外の気圧のバランスを効果的に確保できる。

【0010】

一実施例では、フレームアレスタユニットは本体から離れる第１端と、第１端と反対側に設置される第２端とを有し、通気膜は第１端に固定され、本体の出口端は第２端に接続され、本体の入口端はケースに接続される。

【0011】

一実施例では、防爆弁は第１濾過構造をさらに含み、第１濾過構造は本体の入口端に設置される。

【0012】

第１濾過構造は、大部分の固体粒子又は溶融物を遮断し、暴走生成物中の固体粒子又は溶融物を濾過除去することができる。

【0013】

一実施例では、本体の内部には入口端と出口端を連通する流路が形成され、防爆弁は第２濾過構造をさらに含み、第２濾過構造は本体の流路内に設置される。

【0014】

第２濾過構造は、防火ディスクの通路を詰まりやすい小さな固定粒子を濾過除去できる。

【0015】

一実施例では、第２濾過構造は本体の流路内に可動に設置され、防爆弁は弾性部材をさらに含み、弾性部材は第２濾過構造とフレームアレスタユニットを接続することに用いられる。

【0016】

弾性部材の弾性作用により、第２濾過構造は気圧による力で流路に沿って前後に揺動し、それにより第２濾過構造に付着した固体粒子を振り落とし、固体粒子が第２濾過構造を詰まる可能性を低減させることができる。また、可動に設置された第２濾過構造と本体の流路が分離でき、それによりさらなる気流通路が形成され、防爆弁の圧力解放効率を効果的に向上させる。

【0017】

一実施例では、第１濾過構造と第２濾過構造は濾過網であり、第１濾過構造のメッシュ数は第２濾過構造のメッシュ数よりも小さい。

【0018】

一実施例では、フレームアレスタユニットは防火ディスク及び防火ディスクハウジングを含み、防火ディスクは防火ディスクハウジング内に固定され、防火ディスクハウジングは本体の出口端に固定される。

【0019】

防火ディスクハウジングは、フレームアレスタユニットと本体との接続を実現するために、本体の出口端に溶接して固定されてもよい。

【0020】

一実施例では、防火ディスクの横断面に複数の通路が形成される。

【0021】

防火ディスクの横断面に複数の通路が形成され、燃焼火炎及び高温火花を消火し、且つ高温の暴走ガスの温度を下げた後に暴走ガスを通過させることに用いられる。

【0022】

一実施例では、防火ディスクの通路は三角形の通路又は波形の通路である。

【0023】

防火ディスクの通路は三角形の通路又は波形の通路であり、防火ディスクのモール効果を促進でき、それにより、防火ディスクは燃焼火炎及び高温火花を効果的に消火し、且つ高温の暴走ガスの温度を下げることができる。

【0024】

一実施例では、本体は徐々に拡大する構造であり、本体の断面積は入口端から出口端へ徐々に拡大する。

【0025】

徐々に拡大する構造の本体は、ガス流れの断面面積を大きくして、排出されたガスの流量を低減させ、それにより防爆弁の防火効果を向上させることができる。

【0026】

一実施例では、本体の外壁に複数の放熱フィンが設置され、複数の放熱フィンは本体の周方向に沿って外壁に間隔をあけて設置される。

【0027】

放熱フィンにより防火部材が吸収した熱を効果的に排出し、電池パックの熱暴走による高温の周囲環境への悪影響を低減させ、防火部材の内部温度が高すぎて防火効果が弱くなることを回避する。

【0028】

一実施例では、防爆弁は弁カバーをさらに含み、弁カバーはフレームアレスタユニットに取り外し可能に接続することに用いられ、弁カバーに通気孔が開口され、且つ通気膜は弁カバーとフレームアレスタユニットとの間に位置する。

【0029】

弁カバーは、スナップでフレームアレスタユニットに取り外し可能に接続され、電池パック内の気圧が所定の閾値になったとき、弁カバーを開いて圧力解放の目的を実現することができる。

【0030】

上記目的を実現するために、別の態様では、本願は電池パックを提供し、上記防爆弁、ケース及び複数の電池モジュールを含み、複数の電池モジュールはケース内に収容され、防爆弁はケースに設置され且つケースの内部と連通する。

【0031】

上記目的を実現するために、さらに別の態様では、本願は装置を提供し、上記電池パックを含み、電池パックが電気エネルギーを供給することに用いられる。

【0032】

上記説明される防爆弁、電池パック及び装置では、電池パック内の複数の電池モジュールは、熱暴走が発生したときに外部に大量のエネルギーを放出し、同時に暴走生成物を生成し、暴走生成物は、大量の高温の暴走ガス、粒子の混合物、及び噴出された燃焼火炎又は発生した高温火花を含み、高温火花が可燃性ガスを引火しやすく、それにより電池パック内の温度を高速に上昇させる。本願の防爆弁は、本願の電池パックの使用過程で、電池パックのケース内部に熱暴走が発生したとき、ケース内部の気圧が急増するため、電池パックが防爆弁により圧力を解放し、高温の暴走ガスの衝撃で通気膜を溶解させて、スムーズな気流通路を形成する。暴走生成物が防爆弁を通過したとき、燃焼火炎及び高温火花が防火部材を通過して消火除去され、且つ高温の暴走ガスが防火部材を通過して降温され、最後に未燃の暴走ガスが直接排出され、それにより、本願の防爆弁は、暴走ガスを効果的に排出でき、且つ難燃化、防火及び降温を実現でき、電池パックの自着火を防止し、それにより電池パックの爆発を防止し、同時に、高温の暴走ガスが防爆弁以外の他の可燃物又は可燃性ガスを引火することを効果的に防止し、より深刻な安全問題を引き起こすことを回避することもできる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

本願の実施例の技術案をより明確に説明するために、以下、本願の実施例に使用される必要がある図面を簡単に説明し、明らかなように、以下に説明される図面は本願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者が、創造的な労働を必要とせずに、さらに図面に基づいて他の図面を取得することができる。

【0034】

【図1】本願の実施例に係る電池パックの斜視図である。

【図2】図１の丸で囲んだ部分の拡大図である。

【図3】本願の実施例に係る防爆弁の斜視図である。

【図4】別の角度から見た図３の防爆弁の斜視図である。

【図5】本願の実施例に係る防爆弁の分解斜視図である。

【図6】本願の実施例に係る防爆弁の部分分解斜視図である。

【図7】本願の実施例に係る防爆弁のフレームアレスタユニットの防火ディスクの模式図である。

【図8】本願の実施例に係る防爆弁の本体の斜視図である。

【図9】別の角度から見た本願の実施例に係る防爆弁の本体の斜視図である。

【図10】本願の実施例に係る防爆弁の第２濾過網の模式図である。

【0035】

図面では、図面は実際の比例で描かれているものではない。

【発明を実施するための形態】

【0036】

図面は本願の実施例を示しており、且つ理解されるように、開示されている実施例が本願の例に過ぎず、本願が様々な形態で実施され得、従って、本明細書に開示されている具体的な細部は、限定するものとして理解されるべきではなく、特許請求の範囲の基礎かつ代表的な基礎として、当業者が様々な形態で本願を実施するように教示するためのものに過ぎない。

【0037】

本願の説明では、特に明確に規定及び限定がない限り、「第１」、「第２」という用語は、説明するためのものに過ぎず、相対的な重要性を指示又は暗示するものとして理解できず、「複数」という用語は、特に規定又は説明がない限り、２つ以上（２つを含む）を意味する。「接続」という用語は、広い意味で理解されるべきであり、例えば、「接続」は、固定接続であってもよく、取り外し可能な接続、又は一体的接続、又は電気的接続、又は信号接続であってもよく、「接続」は、直接連結であってもよく、中間媒体を介した間接的連結であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて上記用語の本願での具体的な意味を理解することができる。

【0038】

本明細書の説明では、理解する必要があるように、本願の実施例に説明される「上」、「下」、「前」、「後」などの方位詞は、図面に示される角度で説明されるものであり、本願の実施例を限定するものとして理解されるべきではない。

【0039】

以下の説明に現れる方位詞はいずれも図示される方向であり、本願の具体的な構造を限定するものではない。本願の説明では、説明する必要があるように、特に明確に規定限定されない限り、「取り付け」、「連結」、「接続」という用語は、広い意味で理解されるべきであり、例えば、固定接続であってもよく、取り外し可能な接続又は一体的接続であってもよく、直接連結であってもよく、中間媒体を介した間接的連結であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて上記用語の本願での具体的な意味を理解することができる。

【0040】

以下、具体的な実施例及び図面を参照しながら、本願をさらに詳細に説明する。

【0041】

本願の装置とは、本願に係る電池パックＰを電源として使用する装置であり、電池パックＰは電気エネルギーを供給することに用いられる。装置は本体及び本願に係る電池パックＰを含み、電池パックＰは本体に設置される。装置は船舶、車両などであってもよい。車両は新エネルギー自動車であり、純電気自動車であってもよく、ハイブリッド自動車又はレンジエクステンダー自動車であってもよい。車両の本体には駆動モータが設置され、駆動モータは電池パックＰに電気的に接続され、電池パックＰは電気エネルギーを供給し、駆動モータは伝動機構を介して車両の本体の車輪に接続され、それにより自動車の走行を駆動する。また、電池パックＰはさらに、電気エネルギーを供給するためにエネルギー貯蔵電気キャビネットに用いられてもよい。

【0042】

図１及び図２に示される例を参照し、本願に係る電池パックＰは、本願に係る防爆弁Ｐ１０、ケースＰ２０及び複数の電池モジュールＰ３０を含む。複数の電池モジュールＰ３０はケースＰ２０内に収容される。本願に係る防爆弁Ｐ１０はケースＰ２０に設置され且つケースＰ２０の内部と連通する。

【0043】

電池モジュールＰ３０はケースＰ２０内に配列して配置される。電池モジュールＰ３０は複数の電池を含む。電池は、ハードケース電池（又は、缶型電池と呼ばれる）又はソフトパック電池（又は、パウチ型電池と呼ばれる）であってもよい。ハードケース電池は、電極ユニット、電池ケース、トップカバー、電極端子、防爆弁及び注入口などを含む。電池ケースの内部に収容キャビティが形成されて、電極ユニット及び電解液を収容する。電極ユニットは、正極板、負極板及び正極板と負極板を分離する分離膜を含む。ソフトパック電池は、包装袋（例えば、アルミニウムプラスチック膜で形成される）、電極ユニット（ハードケース電池の構成及び成形と同様である）及びタブを含む。

【0044】

図１～図５に示される例を参照すると、本願に係る防爆弁Ｐ１０は防火部材１及び通気膜２を含む。防火部材１は電池パックＰのケースＰ２０に接続することに用いられ、且つ通気膜２は防火部材１に固定され、電池パックＰは順に防火部材１及び通気膜２を介して外部とのガス交換を行うことができる。通気膜２は防火部材１に溶接して固定されてもよい。

【0045】

電池パックＰ内の複数の電池モジュールＰ３０は、熱暴走が発生したときに外部に大量のエネルギーを放出し、同時に暴走生成物を生成し、暴走生成物は、大量の高温の暴走ガス、固体粒子の混合物、及び噴出された燃焼火炎又は発生した高温火花を含み、高温火花が可燃性ガスを引火しやすく、それにより電池パックＰ内の温度を高速に上昇させる。本願の防爆弁Ｐ１０は、本願の電池パックＰの使用過程で、電池パックＰのケースＰ２０の内部に熱暴走が発生したとき、ケースＰ２０内部の気圧が急増するため、電池パックＰが防爆弁Ｐ１０により圧力を解放し、暴走ガスの衝撃で通気膜２を溶解させて、スムーズな気流通路を形成する。暴走生成物が防爆弁Ｐ１０を通過したとき、燃焼火炎及び高温火花が防火部材１を通過して消火除去され、且つ高温の暴走ガスが防火部材１を通過して降温され、最後に未燃の暴走ガスが直接排出され、それにより、本願の防爆弁Ｐ１０は、暴走ガスを効果的に排出でき、且つ難燃化、防火及び降温を実現でき、電池パックＰの自着火を防止し、それにより電池パックＰの爆発を防止し、同時に、高温の暴走ガスが防爆弁Ｐ１０以外の他の可燃物又は可燃性ガスを引火することを効果的に防止し、より深刻な安全問題を引き起こすことを回避することもできる。

【0046】

図２～図６を参照し、いくつかの実施例では、具体的には、防火部材１はフレームアレスタユニット１１及び本体１２を含む。フレームアレスタユニット１１は本体１２から離れる第１端１１１ａと、第１端１１１ａと反対側に設置される第２端１１１ｂとを有する。本体１２は入口端１２１及び出口端１２２を有する。本体１２は、入口端１２１がケースＰ２０の内部と連通し、且つ出口端１２２がフレームアレスタユニット１１と連通する。通気膜２はフレームアレスタユニット１１に固定される。フレームアレスタユニット１１は、防火難燃化及び高温の暴走ガスを降温する役割を有する。通気膜２は具体的に、フレームアレスタユニット１１の第１端１１１ａに固定されてもよい。通気膜２の具体的な固定位置はこれに限定されず、例えば、通気膜２はフレームアレスタユニット１１の第２端１１１ｂに固定されてもよい。通気膜２は、一方では、防爆弁Ｐ１０をシールする役割を果たし、水蒸気の侵入を防止し、他方では、電池パックＰ内外の気圧のバランスを効果的に確保できる。

【0047】

ケースＰ２０に防爆口（図示せず）が開口され、防火部材１は防爆口に接続されてケースＰ２０の内部と連通する。防火部材１は本体１２を介してケースＰ２０に接続されてもよい。図２～図４に示される実施例では、具体的には、本体１２の出口端１２２はフレームアレスタユニット１１の第２端１１１ｂに接続され、本体１２の入口端１２１はケースＰ２０に接続される。本体１２とケースＰ２０との接続はこれに限定されず、本体１２の出口端１２２がケースＰ２０に接続されてもよく、もちろん、入口端１２１と出口端１２２との間の任意の部位がケースＰ２０に接続されてもよい。また、防火部材１は、フレームアレスタユニット１１を介してケースＰ２０に接続されてもよく、フレームアレスタユニット１１の第１端１１１ａがケースＰ２０に接続されてもよく、フレームアレスタユニット１１の第２端１１１ｂがケースＰ２０に接続されてもよく、第１端１１１ａと第２端１１１ｂとの間の任意の部位がケースＰ２０に接続されてもよい。すなわち、防火部材１のケースＰ２０と接続する接続位置は限られない。且つ、防火部材１とケースＰ２０との接続方式も限られず、溶接などの取り外し不可能な接続方式で接続されてもよい。取り付け及び取り外しを容易にすることを考慮すると、ねじ接続などの取り外し可能な接続方式で防火部材１とケースＰ２０を接続してもよい。図２～図４に示すように、いくつかの実施例では、本体１２はケースＰ２０に接続され、本体１２の入口端１２１はケースＰ２０の防爆口の規格と一致し、且つ本体１２の入口端１２１は防爆口に溶接して接続されるが、接続方式はこれに限定されず、シール接続を確保すればよい。本体１２の出口端１２２はフレームアレスタユニット１１の第２端１１１ｂに接続され、本体１２の出口端１２２はフレームアレスタユニット１１の第２端１１１ｂの規格と一致し、且つ本体１２の出口端１２２はフレームアレスタユニット１１の第２端１１１ｂに溶接して接続されるが、接続方式はこれに限定されず、シール接続を確保すればよい。

【0048】

図５～図６に示すように、いくつかの実施例では、具体的には、フレームアレスタユニット１１は防火ディスク１１２及び防火ディスクハウジング１１３を含む。防火ディスク１１２は防火ディスクハウジング１１３内に固定される。防火ディスクハウジング１１３は本体１２の出口端１２２に固定される。防火ディスクハウジング１１３は、フレームアレスタユニット１１と本体１２との接続を実現するために本体１２の出口端１２２に溶接して固定されてもよい。しかし、固定方式はこれに限定されず、シール固定を確保すればよい。

【0049】

図５～図７に示される例を参照し、防火ディスク１１２の横断面には複数の通路１１２ａが形成されて、燃焼火炎及び高温火花を消火し、且つ高温の暴走ガスの温度を下げた後に暴走ガスを通過させることに用いられる。具体的には、防火ディスク１１２の通路１１２ａは三角形の通路又は波形の通路であり、防火ディスク１１２のモール効果を促進でき、それにより、防火ディスク１１２は、燃焼火炎及び高温火花を効果的に消火し、且つ高温の暴走ガスの温度を下げることができる。

【0050】

図７に示される実施例では、防火ディスク１１２は円形である。防火ディスク１１２の通路１１２ａは三角形の通路である。防火ディスク１１２は、波形の薄板材料及び平板材料を防火ディスク１１２の径方向に沿って防火ディスク１１２の中心軸に交互に巻き取って、複数の三角形の細孔（すなわち、横断面が三角形の複数の通路１１２ａ）を形成するものであってもよい。この場合、防火ディスク１１２は、火炎に直線の流れ通路を提供する。防火ディスク１１２は、２つの方向に折りたたまれた波形の薄板材料を防火ディスク１１２の径方向に沿って防火ディスク１１２の中心軸に交互に巻き取って、複数の波形の細孔（すなわち、横断面が波形の複数の通路１１２ａ）を形成するものであってもよい。この場合、防火ディスク１１２はさらに、火炎に曲げた流れ通路を提供する。防火ディスク１１２の通路１１２ａが狭く、防火の役割を果たすことができる。同時に、通路１１２ａの数が多く、細孔率が高く、流れ可能なガスの流量が大きく、熱暴走によるガスが防爆弁Ｐ１０をスムーズに通過して排出されることを確保する。防火ディスク１１２は、ステンレス鋼片などのステンレス鋼材料で巻き取られてもよく、それにより、防火ディスク１１２が効果的に機能することに基づいて低い製造コストを確保する。

【0051】

防火ディスクハウジング１１３は、ステンレス鋼又はアルミニウム合金などの金属材料を用いてもよい。図５及び図６に示される実施例では、具体的には、防火ディスクハウジング１１３は第１固定フランジ１１３ａ及び第２固定フランジ１１３ｂを含む。第１固定フランジ１１３ａと第２固定フランジ１１３ｂは、防火ディスク１１２の厚さ方向Ｔの両側から防火ディスク１１２を押し付けて固定し、第１固定フランジ１１３ａと第２固定フランジ１１３ｂは、ボルトで固定されて、防火ディスク１１２を固定し、それにより防火ディスク１１２を固定し且つそのシール性を確保する。ここでは補足説明として、フレームアレスタユニット１１が本体１２に接続されるとき、第１固定フランジ１１３ａと第２固定フランジ１１３ｂはボルトで本体１２の出口端１２２に固定されてもよい。

【0052】

防火部材１の防火原理は２つの面に分けることができ、１つの面は伝熱作用であり、着火点よりも低いと燃焼が停止するという原理に基づき、火炎が防火ディスク１１２の複数の小さな通路１１２ａを通過して複数の小さな火炎になると、防火ディスク１１２が小さな火炎と通路１１２ａの通路壁との接触面積をできるだけ大きくして、伝熱を強化し、火炎の温度を着火点以下に降下させ、それにより火炎が広がるのを阻止する。別の面はモール効果（防火原理の主なメカニズムとする）であり、燃焼と爆発が分子間の直接反応ではなく、外部エネルギーによる励起であり、分子結合が破壊され、活性化分子が生成され、活性化分子が活性遊離基に分裂され、遊離基が他の分子と衝突して新生成物を生成し、燃焼している可燃性ガスが狭い通路１１２ａを通過したとき、遊離基と通路壁との衝突確率が高くなり、反応に参加する遊離基が減少し、通路１１２ａが所定の程度まで狭くなると、遊離基と通路壁との衝突が支配的になり、遊離基の数が急激に減少するため、反応が継続できなくなり、すなわち燃焼反応が防火ディスク１１２により継続的に伝播できなくなり、それにより防火、難燃化及び降温の役割を果たす。

【0053】

図５及び図６を参照し、いくつかの実施例では、通気膜２は防火ディスクハウジング１１３に固定されてもよい。通気膜２は円形であってもよいが、これに限定されない。通気膜２は防水通気特性を有するポリテトラフルオロエチレン材質で製造されてもよく、電池パックＰ内の気圧と外部気圧とのバランスを維持することに用いられる。通気膜２の固定を容易にするために、通気膜２は環状溝に固定されてもよく、通気膜２のエッジを包んで固定し、通気膜２は環状溝を介して防火ディスクハウジング１１３にシールして溶接される。

【0054】

本体１２は、ステンレス鋼材料などの熱吸収効果に優れた軽質耐火材料を選択してもよく、軽質耐火材料が熱吸収層を形成し、高温ガスの温度を下げることができる。

【0055】

図５及び図６、図８及び図９に示すように、いくつかの実施例では、本体１２は徐々に拡大する構造であり、本体１２の断面積は入口端１２１から出口端１２２へ徐々に拡大する。徐々に拡大する構造の本体１２は、ガス流れの断面面積を大きくして、排出されたガスの流量を低減させ、それにより防爆弁Ｐ１０の防火効果を向上させることができる。

【0056】

図５と図６、図８及び図９に示すように、いくつかの実施例では、本体１２の入口端１２１はケースＰ２０に接続され、本体１２の出口端１２２はフレームアレスタユニット１１の第２端１１１ｂに接続され、本体１２の外壁１２４には複数の放熱フィン６が設置され得る。複数の放熱フィン６は、本体１２の周方向Ｃに沿って外壁１２４に間隔をあけて設置される。放熱フィン６により防火部材１が吸収した熱を効果的に排出し、電池パックＰの熱暴走による高温の周囲環境への悪影響を低減させ、防火部材１の内部温度が高すぎて防火効果が弱くなることを回避する。放熱フィン６は、ステンレス鋼材料などの伝熱効果に優れた耐火材料を用いてもよい。放熱フィン６の形状は扇形であってもよく、放熱効果に優れた。もちろん、他の形状であってもよい。放熱フィン６は、取り付けを容易にするために、スナップで外壁１２４に形成された凹溝１２４ａ内に固定されてもよい。

【0057】

図５に示すように、いくつかの実施例では、防爆弁Ｐ１０は第１濾過構造３をさらに含んでもよい。第１濾過構造３は本体１２の入口端１２１に設置される。第１濾過構造３は耐高温材料で製造される。第１濾過構造３は孔径の小さな濾過網であってもよい。本体１２の入口端１２１に開口部が設けられ、第１濾過構造３を取り付けることに用いられ、第１濾過構造３の形状及び大きさは本体１２の入口端１２１に適合され、第１濾過構造３は、入口端１２１にシールして取り付けられる。電池パックＰの熱暴走が発生したとき、常に大量の高温の固体粒子又は溶融物を生成し、冷却後に防爆弁Ｐ１０に付着し、防火部材１及び通気膜２を詰まる可能性があり、その結果、電池パックＰ内の大量の暴走ガスを効果的に排出できず、電池パックＰが圧力を蓄積し、電池パックＰが爆発する可能性がある。第１濾過構造３は、大部分の固体粒子又は溶融物を遮断し、暴走生成物中の固体粒子又は溶融物を濾過除去することができる。

【0058】

図５及び図６に示すように、いくつかの実施例では、本体１２の内部には入口端１２１と出口端１２２を連通する流路１２３が形成される。防爆弁Ｐ１０は第２濾過構造４をさらに含んでもよい。第２濾過構造４は本体１２の流路１２３内に設置されて、暴走生成物をさらに濾過し、第１濾過構造３により濾過除去されていない固定粒子又は溶融物を濾過除去し、さらに固定粒子又は溶融物の排出を低減させ、且つ防火部材１及び通気膜２を詰まることを防止することに寄与する。第２濾過構造４は耐高温材料で製造される。第２濾過構造４は孔径の小さな濾過網であってもよい。図１０に示される例を参照すると、第２濾過構造４の形状及び大きさは本体１２の流路１２３に適合される。

【0059】

図５及び図６に示される例を参照すると、第１濾過構造３と第２濾過構造４は濾過網であってもよく、第１濾過構造３のメッシュ数は第２濾過構造４のメッシュ数よりも小さい。それにより、先ず第１濾過構造３により大きな固定粒子を濾過除去し、さらに第２濾過構造４により防火ディスク１１２の通路１１２ａを詰まりやすい小さな固定粒子を濾過除去する。選択可能に、第１濾過構造３のメッシュ数は５メッシュ～１０メッシュの間の範囲である。選択可能に、第２濾過構造４のメッシュ数は１０メッシュ～３０メッシュの間の範囲である。

【0060】

第２濾過構造４は本体１２の流路１２３内に可動に設置される。防爆弁Ｐ１０は弾性部材５をさらに含み、弾性部材５は弾性を有し、弾性部材５の形状は限られず、第２濾過構造４に所定の弾性的支持を提供できればよい。弾性部材５は耐高温特性を有する必要があり、弾性部材５はばねなどの弾性部材であってもよい。弾性部材５は防火ディスク１１２の中心に溶接して固定されてもよい。弾性部材５は第２濾過構造４とフレームアレスタユニット１１を接続することに用いられる。第２濾過構造４とフレームアレスタユニット１１は弾性部材５を介して接続され、電池パックＰの熱暴走が発生したとき、高温の暴走ガスが流路１２３に流入し、且つ気流が無秩序な方向での乱流であり、第２濾過構造４が受けた気圧が不均一であり、大きな気流が第２濾過構造４を衝撃し、弾性部材５の弾性作用により、第２濾過構造４は気圧による力で流路１２３に沿って前後に揺動し、それにより、第２濾過構造４に付着した固体粒子を振り落とし、固体粒子が第２濾過構造４を詰まる可能性を低減させることができる。また、可動に設置された第２濾過構造４と本体１２の流路１２３が分離でき、それによりさらなる気流通路が形成され、防爆弁Ｐ１０の圧力解放効率を効果的に向上させる。

【0061】

図５及び図６を参照し、いくつかの実施例では、防爆弁Ｐ１０は弁カバー７をさらに含んでもよい。弁カバー７はフレームアレスタユニット１１に取り外し可能に接続することに用いられる。弁カバー７に通気孔７１が開口され、且つ通気膜２は弁カバー７とフレームアレスタユニット１１との間に位置する。

【0062】

図５及び図６に示すように、いくつかの実施例では、弁カバー７は円形のプラスチックカバーであり、防火ディスク１１２の形状に適合され、フレームアレスタユニット１１との取り付けが容易になる。通気孔７１はガス交換に用いられ、通気孔７１は任意の形状であってもよく、図５及び図６に示される通気孔８は長方形である。電池パックＰが正常に動作する条件で、防爆弁Ｐ１０の設置により、電池パックＰ内外の気圧のバランスを確保でき、且つ電池パックＰの熱暴走が発生して気圧が所定の圧力になったとき、発生した暴走ガスが弁カバー７を開いてケースＰ２０外に排出されて、スムーズな気流通路を形成することができる。

【0063】

弁カバー７は、スナップでフレームアレスタユニット１１に取り外し可能に接続されてもよく、電池パックＰ内の気圧が所定の閾値になったとき、弁カバー７を開いて圧力解放の目的を実現する。図５に示すように、弁カバー７にスナップ７２が設置され、防火ディスクハウジング１１３に係止溝１１３ｃが設置され、弁カバー７とフレームアレスタユニット１１との間は、スナップ７２及び係止溝１１３ｃを介して接続される。もちろん、スナップと係止溝は反対側に設置されてもよい。

【0064】

通気膜２と弁カバー７との間に、防爆弁Ｐ１０のシール性能を実現するために、シールリングなどのシール部材が設けられてもよい。

【0065】

いくつかの実施例では、電池の熱暴走が発生したとき、気圧が急増するため、暴走ガスの衝撃で通気膜２を溶解させ、弁カバー７を開いて、スムーズな気流通路を形成する。発生した高温の暴走ガス及び高温の固体粒子が防爆弁Ｐ１０を通過したとき、第１濾過構造３は先ず大部分の大きな固体粒子を除去し、次に第２濾過構造４はさらに小さな固体粒子を濾過除去し、同時に、弾性部材５の揺動により、第２濾過構造４に付着した固定粒子又は溶融物を振り落とし、固体粒子又は溶融物が気流通路を詰まることを防止する。燃焼火炎及び高温火花が防火ディスクユニット１に侵入して除去され、高温の暴走ガスの温度を下げる。最後に、未燃の暴走ガスが直接排出され、偶発的な自着火現象が発生せず、且つ電池パックＰ内外の他の可燃物を引火する状況も発生せず、それにより電池パックＰの安全を確保する。

【0066】

以上の詳細な説明は、複数の例示的な実施例を説明するものであるが、本明細書は明確に開示されている組み合わせに限定されることを意図するものではない。従って、特に説明されない限り、本明細書に開示されている様々な特徴は、簡潔にするために示されていない複数の別の組み合わせを形成するように組み合わせられ得る。

【0067】

以上は、本願の選択可能な実施例に過ぎず、本願を限定するものではなく、当業者であれば、本願に対して様々な変更や変化を行うことができる。本願の精神及び原則内に行った任意の修正、等価置換、改良などは、いずれも本願の保護範囲内に含まれるべきである。

【符号の説明】

【0068】

Ｐ電池パック １２３流路
Ｐ１０防爆弁 １２４外壁
１防火部材 １２４ａ凹溝
１１フレームアレスタユニット ２通気膜
１１１ａ第１端 ３第１濾過構造
１１１ｂ第２端 ４第２濾過構造
１１２防火ディスク ５弾性部材
１１２ａ通路 ６放熱フィン
１１３防火ディスクハウジング ７弁カバー
１１３ａ第１固定フランジ ７１通気孔
１１３ｂ第２固定フランジ ７２スナップ
１１３ｃ係止溝 Ｐ２０ケース
１２本体 Ｐ３０電池
１２１入口端 Ｔ厚さ方向
１２２出口端

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】