Explosion-proof venting valve device with needle-pierceable blasting membrane

Abstract

An explosion-proof venting valve (100) for a battery pack comprises: a valve body (3); a top cover (1) fixed to the valve body (3); a first membrane (2) being water-impermeable and gas-permeable, the first membrane (2) being disposed between the valve body (3) and the top cover (1); at least one valve member mounted within the valve body (3); a needle device (6) mounted to the valve body (3), the needle device (6) comprising a punching needle (62); and a second blasting membrane (7) being water-impermeable and gas-permeable, the second blasting membrane (7) being disposed at a predetermined distance under the punching needle (62).

Description

Explosion-Proof Venting Valve Device With Needle-Pierceable Blasting MembraneTechnical Field

[0001] Embodiments relate to an explosion-proof venting valve device, and more specifically to an explosion-proof venting valve device for a battery pack used for example in an electric vehicle.Background Art

[0002] Currently, due to the change of altitude and ambient temperature during driving electric vehicles, there is a significant pressure difference between interior and exterior of the battery pack. If the pressure difference between interior and exterior of the battery pack is not balanced in time, the battery pack will have a risk of compression deformation and expansion or even bursting under the action of the pressure difference. I n some cases, a large amount of gases will be released in the case of thermal runaway of a battery cell inside the battery pack, and if these gases are not discharged to the exterior of the battery pack in time, internal pressure of the battery pack will rise sharply in a short period of time, resulting in bursting or even explosion of the battery pack, which will affect safety of passengers.

[0003] Therefore, it is necessary to install an explosion-proof vent valve at an outer end of the battery pack to equalize the pressure, while reducing the effect of water condensation on the battery pack and providing explosion-proof function in emergency conditions. The existing explosion-proof venting valve mostly adopts a single membrane area with integral ventilation and explosion-proof function, however, contaminants, such as mud, dust, water accumulation and like that cover a membrane, are easy to block the membrane, and thus may lose the function of breathability.

[0004] Battery pack releases a lot of heat during heat runaway events. There is a chemical reaction between the positive and negative electrodes of a battery cell inside the battery pack, and when the battery cell is short-circuited or overcharged, this reaction becomes very violent, causing the temperature inside the battery cell to rise sharply. Once the heat limit of the battery cell is exceeded, the battery cell burns and releases a large amount of heat. At the same time, the electrolyte in the battery cell usually contains substances such as organic solvents and fluoride, which will decompose to produce toxic gases, such as fluoride, cyanide, carbon monoxide, etc. These toxic gases are harmful to human health and can lead to poisoning or even inhalation if being inhaled by human too much. Materials inside the battery cell include potassium salts, lithium manganese oxide, etc., which produce a lot of smoke when burned. Smoke contains large amounts of fine particulate matter and organic matter, which pollutes air quality and increases risk of fire spreading. The housing of battery pack is usually made of metal materials such as aluminum, cobalt, manganese, etc., and when the battery pack bursts, the housing may crack, releasing metal fragments. These metal fragments can not only cause human injury, but also cause secondary fires. The existing explosion-proof valves cannot adsorb harmful gases and filter other harmful substances when the battery pack is abnormally vented in emergency, and cannot achieve that the flue gas is invisible.

[0005] To this end, it is desirable to develop an explosion-proof venting valve that allows reliable filtering function, and can reliably work under different operating conditions.Summary

[0006] An object of the present disclosure is to provide an explosion-proof venting valve that allows reliable filtering function, and can reliably work under different operating conditions.

[0007] In one aspect, an explosion-proof venting valve is provided. The explosion-proof venting valve comprises a valve body; a top cover fixed to the valve body; a first membrane being water-impermeable and gas-permeable, the first membrane being disposed between the valve body and the top cover; at least one valve member mounted within the valve body; a needle device mounted to the valve body, the needle device comprising a punching needle; and a second blasting membrane being water-impermeable and gas-permeable, the second blasting membrane being disposed at a predetermined distance under the punching needle.

[0008] The needle device may comprise a hollow rectangular body portion, a mounting lip portion extending outwards from an upper end of the body portion, and a rib portion extending across the body portion with aplurality of needle venting apertures formed between the rib portion and the body portion. The body portion may comprise an annular membrane mounting surface at inner position of a bottom surface of the body portion, the second blasting membrane is disposed on the annular membrane mounting surface, and the punching needle may be disposed below a center of the rib portion.

[0009] The explosion-proof venting valve may further comprise a filter assembly. The filter assembly may comprise: a filter housing mounted to the needle device, the filter housing may comprise a filter body defining a filter space and a filter mounting portion extending upward from the filter body; at least one filter element disposed in the filter space; and a filter cover covering the at least one filter element. The body portion may comprise an annular filter mounting groove at the bottom surface thereof, the annular filter mounting groove is located outside of the annular mounting surface relative to a longitudinal axis of the explosion-proof venting valve, and the annular filter mounting groove is configured to cooperate with the filter mounting portion, so as to mount the filter housing to the needle device.

[0010] The body portion may comprise an annular recess at vertically middle position thereof, the annular recess extends inwardly relative to the longitudinal axis of the explosion-proof venting valve from an outer circumferential surface of the body portion, and is configured to provide buffer to the filter housing when the explosion-proof venting valve experiences vibration.

[0011] There may be an annular filter seal space below the mounting lip portion between the needle device and the valve body, and the annular filter seal space is configured to house a filter seal.

[0012] The at least one filter element may comprise a first filter element and a second filter element disposed on the first filter element, the first filter element comprises first meshes with a first mesh size, and the second filter element comprises second meshes with a second mesh size less than the first mesh size.

[0013] The first filter element and / or the second filter element may comprise absorbent for absorbing harmful gas.

[0014] The first membrane and / or the second blasting membrane may comprise a hydrophobic coating thereon.

[0015] The top cover may comprise a plurality of elastic tabs extending downwardly from the top cover, each of the plurality of elastic tabs comprising a through-hole, the valve body may comprise a corresponding plurality of protrusions corresponding to the plurality of elastic tabs, and the plurality of elastic tabs may be respectively slidable over the plurality of protrusions on the valve body and then each of the plurality of protrusions snaps into the through-hole of a respective one of the plurality of elastic tabs and holds the top cover and the valve body in place.

[0016] The valve body may comprise a first mounting portion and a second mounting portion, and the at least one valve member may comprise: a first intake valve assembly mounted into the first mounting portion in a first mounting direction; and a second venting valve assembly mounted into the second mounting portion in a second mounting direction opposite to the first mounting direction.

[0017] The second venting valve assembly may be larger than the first intake valve assembly.

[0018] The valve body may comprise a circumferential body groove disposed in a bottom surface of the valve body and configured for receiving a body seal, the circumferential body groove being further disposed at a distance outwardly from the needle device.

[0019] The first intake valve assembly may comprise a first upper member, a first lower member, and a first compression spring interposed between the first upper member and the first lower member.

[0020] The first upper member may comprise a first valve plate, a first circumferential groove configured for receiving a first valve seal, a plurality of first upper guide portions extending radially outwardly from the first upper member, and a first upper cylindrical portion extending downwardly from the first valve plate. The first lower member may comprise a first support plate with at least one intake hole, a first lower cylindrical portion extending upwardly from the first support plate, and a plurality of first lower guide portions extending upwardly around an outer perimeter of the first support plate, the first lower cylindrical portion defining a first central hole extending axially and configured for receiving the first upper cylindrical portion, and the plurality of first upper guide portions and the plurality of first lower guide portions being circumferentially staggered with each other. The first mounting portion may comprise a first valve seat with a first valve aperture, and multiple pairs of first axial guide fins extending radially inwardly from an inner wall of the first mounting portion, the first compression spring being for biasing the first valve plate to sit against the first valve seat in a fluid tight manner, each of the plurality of first upper guide portions being slidable axially along a first upper guide gap between a respective pair of the first axial guide fins, and each of the plurality of first lower guide portions being slidable axially along a first lower guide gap between an adjacent pair of the first axial guide fins.

[0021] The first lower member may further comprise a first circumferential elastic lip extending radially outwardly around the outer perimeter of the first support plate, the first mounting portion comprising a first circumferential protrusion extending radially inwardly from a bottom of the inner wall of the first mounting portion.

[0022] The second venting valve assembly may comprise a second upper member, a second lower member, and a second compression spring interposed between the second upper member and the second lower member.

[0023] The second lower member may comprise a second valve plate, a second circumferential groove configured for receiving a second valve seal, a plurality of second lower guide portions extending radially outwardly from the second lower member, and a second lower cylindrical portion extending upwardly from the second valve plate. The second upper member may comprise a second support plate with at least one venting hole, a second upper cylindrical portion extending downwardly from the second support plate, and a plurality of second upper guide portions extending downwardly around an outer perimeter of the second support plate, the second upper cylindrical portion defining a second central hole extending axially and configured for receiving the second lower cylindrical portion, and the plurality of second upper guide portions and the plurality of second lower guide portions being circumferentially staggered with each other. The second mounting portion may comprise a second valve seat with a second valve aperture, and multiple pairs of second axial guide fins extending radially inwardly from an inner wall of the second mounting portion, the second compression spring being for biasing the second valve plate to sit against the second valve seat in a fluid tight manner, each of the plurality of second lower guide portions being slidable axially along a second lower guide gap between a respective pair of the second axial guide fins, and each of the plurality of second upper guide portions being slidable axially along a second upper guide gap between an adjacent pair of the second axial guide fins.

[0024] The second upper member may further comprise a second circumferential elastic lip extending radially outwardly around the outer perimeter of the second support plate, the second mounting portion comprising a second circumferential protrusion extending radially inwardly from a top of the inner wall of the second mounting portion.

[0025] In another aspect, a battery pack is provided. The battery pack comprises a battery housing, at least one battery cell disposed in the battery housing, and the explosion-proof venting valve device as described above and mounted to the battery housing.

[0026] The second blasting membrane can reliably function as fine filtration and hydrophobicity, further improving efficient filtration of harmful gases and particles. I n addition, when the battery pack experiences a thermal runaway event, the explosion-proof venting valve is in a venting mode. If the second blasting membrane is blocked by particles, internal pressure of the battery pack will rise sharply, causing the second blasting membrane to move upwardly, and the punching needle will punch the second blasting membrane as the second blasting membrane moves upwardly the predetermined distance, so as to restore breathability and pressure relief function of the explosion-proof venting valve, thereby ensuring efficient filtration and high-flow pressure relief.

[0027] By means of the annular recess of the needle device, the filter housing is reliably protected from being damaged when the explosion-proof venting valve experiences vibration, thereby extending service life of the filter assembly.

[0028] By means of the filter assembly, toxic gases, particulate matter and / or metal fragments can be reliably filtered out when a thermal runaway event takes place in the battery pack.

[0029] The filter assembly is preassembled as a module, and can be easily mounted to the needle device, thus facilitating assembly and replacement of the filter assembly.

[0030] By means of the multi-stage filtration of the filter assembly, particles of different sizes, liquid and / or harmful gas can be reliably filtered out or absorbed, and the larger particles can be intercepted in the first filter element of the filter assembly to prevent from blocking the second filter element, resulting in unobstructed exhaust gas flow during thermal runaway event, and then avoiding explosion of the battery pack.

[0031] By means of the filter assembly, the mesh size of the first filter element, and the second filter element can be flexibly adjusted according to the different volume of exhaust gas caused by the type of different battery packs, the quantity, nature, and size of the particles contained in the exhaust gas.

[0032] The spring constant of the first compression spring and / or the second compression spring can be adjusted for different application scenarios and internal pressure emergency relief demands, thus exhibiting excellent scalability.

[0033] By means of the hydrophobic coating on the first membrane and / or the second blasting membrane, moisture in ambient air can be prevented from entering the filter assembly, thus increasing service life of the filter assembly.

[0034] The second venting valve assembly used as a venting valve is larger than the first intake valve assembly used as an intake valve, thus saving the total cost of the explosion-proof venting valve, while at the same time ensuring proper operation of the explosion-proof venting valve.

[0035] By means of the first axial guide fins shared by the first lower guide portion and the first upper guide portion, the first intake valve assembly can be reliably positioned and guided in the valve body with a simple structure, and saves the cost as compared with separate guide fins for the first lower guide portion and the first upper guide portion.

[0036] By means of the second axial guide fins shared by the second lower guide portion and the second upper guide portion, the second venting valve assembly can be reliably positioned and guided in the valve body with a simple structure, and saves the cost as compared with separate guide fins for the second lower guide portion and the second upper guide portion.

[0037] Further areas of applicability of the present disclosure will become apparent from the detailed description, the claims and the drawings. The detailed description and specific examples are intended for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the disclosure.Brief Description of Drawings

[0038] The present disclosure will become more fully understood from the detailed description and the accompanying drawings.

[0039] Fig. 1 is a schematic explosive view of an example explosion-proof venting valve according to embodiments, wherein the first intake valve assembly and the second venting valve assembly are omitted for clarity.

[0040] Fig. 2 is a schematic cross-sectional view of the explosion-proof venting valve of Fig. 1, wherein the explosion-proof venting valve is in neither an intake mode nor a venting mode, the first intake valve assembly is in a closed state, and the second venting valve assembly is in a closed state.

[0041] Fig. 3 is a schematic explosive view of an example first intake valve assembly according to embodiments.

[0042] Fig. 4 is a schematic explosive view of an example second venting valve assembly according to embodiments.

[0043] Fig. 5 is a schematic perspective view of an example valve body according to embodiments.

[0044] Fig. 6 is a schematic top view of the valve body of Fig. 5.

[0045] Fig. 7 is a schematic cross-sectional view of the explosion-proof venting valve of Fig. 1, wherein the explosion-proof venting valve is in a venting mode, the first intake valve assembly is in a closed state, and the second venting valve assembly is in an open state.

[0046] Fig. 8 is a schematic cross-sectional view of the explosion-proof venting valve of Fig. 1, wherein the explosion-proof venting valve is in an intake mode, the first intake valve assembly is in an open state, and the second venting valve assembly is in a closed state.

[0047] Fig. 9 is a schematic cross-sectional view of the explosion-proof venting valve of Fig. 1, wherein the second blasting membrane moves upwardly the predetermined distance to contact with the punching needle.

[0048] Fig. 10 is a schematic top perspective view of the needle device of the explosion-proof venting valve of Fig. 1.

[0049] Fig. 11 is a schematic bottom perspective view of the needle device of the explosion-proof venting valve of Fig. 1.

[0050] Fig. 12 is a schematic cross-sectional view of the needle device of the explosion-proof venting valve of Fig. 1.

[0051] Fig. 13 is a schematic top perspective view of the filter housing of the explosion-proof venting valve of Fig. 1.Description of Embodiments

[0052] The following description is merely exemplary in nature and is not intended to limit the present disclosure, application, or uses. It should be understood that throughout the drawings, corresponding reference numerals indicate like or corresponding parts and features. Additionally, the drawings are generally schematic and not necessarily to scale. Some features may be exaggerated or minimized to show details of particular components. Therefore, specific structural and functional details disclosed herein are not to be interpreted as limiting, but merely as a representative basis for teaching one skilled in the art to variously employ the present disclosure.

[0053] Certain terminology may be used in the following description for the purpose of reference only, and thus are not intended to be limiting. For example, terms such as “above” and “below” refer to directions in the drawings to which reference is made. Terms such as “front” , “back” , “fore” , “aft” , “left” , “right” , “rear” , “side” , “upward” , “downward” , “horizontal” , “vertical” , “top” , and “bottom” , etc., describe the orientation and / or location of portions of the components or elements within a consistent but arbitrary frame of reference, which is made clear by reference to the text and the associated drawings describing the components or elements under discussion.

[0054] Furthermore, terms such as “first” , “second” , “third” , and so on may be used to describe separate components. Such terminologies are used descriptively for the figures, and do not represent limitations on the scope of the disclosure, as defined by the appended claims.

[0055] Referring now to the drawings, wherein like reference numbers refer to like features throughout the several views. Fig. 1 is a schematic explosive view of an example explosion-proof venting valve 100 according to embodiments. Fig. 2 is a schematic cross-sectional view of the explosion-proof venting valve 100 of Fig. 1. The explosion-proof venting valve 100 is used for a battery pack used for example in an electric vehicle. However, as shall be understood for those skilled in the art, the explosion-proof venting valve 100 may be used in any other suitable applications as needed, without departing the scope of the disclosure.

[0056] According to one example, the explosion-proof venting valve 100 may comprise a valve body 3; a top cover 1 fixed to the valve body 3; a first membrane 2; at least one valve member mounted within the valve body 3; a needle device 6 mounted to the valve body 3, the needle device 6 comprising a punching needle 62; and a second blasting membrane 7. The explosion-proof venting valve 100 may further comprise a filter assembly.

[0057] The first membrane 2 is water-impermeable and is gas-permeable. The first membrane 2 is disposed between the valve body 3 and the top cover 1. According to one example, the first membrane 2 may be disposed on the top surface34 of the valve body 3, as shall be understood for those skilled in the art, the first membrane 2 may be disposed on any other suitable position, without departing the scope of the disclosure. The first membrane 2 may be fixed to the valve body  3 by any suitable means, such as by adhesive. The first membrane 2 can be formed of a microporous material. The micropores in the material enable a gas transport through the first membrane 2but prevent moisture transport through the first membrane 2. In particular, the first membrane 2 can be formed of for example perfluorosulfonic acid, however, as shall be understood for those skilled in the art, the first membrane 2 may be formed of any other suitable materials as needed, without departing the scope of the disclosure.

[0058] The second blasting membrane 7 is water-impermeable and is gas-permeable. The second blasting membrane 7 is disposed at a predetermined distance under the punching needle 62. The predetermined distance can be selected as needed. According to one example, the second blasting membrane 7 may be disposed on bottom surface of the needle device 6, as shall be understood for those skilled in the art, the second blasting membrane 7 may be disposed on any other suitable position, without departing the scope of the disclosure. The second blasting membrane 7 may be fixed to the needle device 6 by any suitable means, such as by adhesive. The second blasting membrane 7 can be formed of a microporous material. The micropores in the material enable a gas transport through the second blasting membrane 7 but prevent moisture transport through the second blasting membrane 7. In particular, the second blasting membrane 7 can be formed of for example perfluorosulfonic acid, however, as shall be understood for those skilled in the art, the second blasting membrane 7 may be formed of any other suitable materials as needed, without departing the scope of the disclosure.

[0059] The first membrane 2 and / or the second blasting membrane 7 may be provided with a hydrophobic coating thereon. By means of the hydrophobic coating on the first membrane 2 and / or the second blasting membrane 7, moisture in ambient air can be prevented from entering the filter assembly, thus increasing service life of the filter assembly.

[0060] The second blasting membrane 7 can reliably function as fine filtration and hydrophobicity, further improving efficient filtration of harmful gases and particles. In addition, when the battery pack experiences a thermal runaway event, the explosion-proof venting valve 100 is in a venting mode. If the second blasting membrane 7 is blocked by particles, internal pressure of the battery pack will rise sharply, causing the second blasting membrane 7 to move upwardly, and the punching needle 62 will punch the second blasting membrane 7 as the second blasting membrane 7 moves upwardly the predetermined distance, so as to restore breathability and pressure relief function of the explosion-proof venting valve 100, thereby ensuring efficient filtration and high-flow pressure relief.

[0061] According to one example, the filter assembly may comprise: a filter housing 10 mounted to the needle device 6; at least one filter element disposed in the filter space; and a filter cover 8 covering the at least one filter element. Fig. 13 is a schematic top perspective view of the filter housing 10 of the explosion-proof venting valve 100 of Fig. 1. As shown in Fig. 13 the filter housing 10 comprises a filter body 101 defining a filter space and a filter mounting portion 103 extending upward from the filter body 101.

[0062] The at least one filter element may comprise a first filter element 92 and a second filter element 91 disposed on the first filter element 92. The first filter element 92 comprises first meshes with a first mesh size, and the second filter element 91 comprises second meshes with a second mesh size less than the first mesh size. The first filter element 92 and / or the second filter element 91 may comprise absorbent for absorbing harmful gas. As understood by those skilled in the art, the filter assembly may comprise any other suitable number of filter elements as needed, such as 3, 4, etc., without departing the scope of the disclosure.

[0063] The filter cover 8 may comprise a grid cover body with a plurality of filter cover apertures 82. The filter housing 10 may also comprise a grid bottom plate with a plurality of filter housing apertures 102. According to one example, the plurality of filter cover apertures 82 may be aligned with respective one of the plurality of filter housing apertures 102, so as to reduce flow resistance.

[0064] By means of the filter assembly, toxic gases, particulate matter and / or metal fragments can be reliably filtered out when a thermal runaway event takes place in the battery pack.

[0065] The filter assembly is preassembled as a module, and can be easily mounted to the needle device 6, thus facilitating assembly and replacement of the filter assembly.

[0066] By means of the multi-stage filtration of the filter assembly, particles of different sizes, liquid and / or harmful gas can be reliably filtered out or absorbed, and the larger particles can be intercepted in the first filter element 92 of the filter assembly to prevent from blocking the second filter element, resulting in unobstructed exhaust gas flow during thermal runaway event, and then avoiding explosion of the battery pack.

[0067] By means of the filter assembly, the mesh size of the first filter element 92 and the second filter element 91 can be flexibly adjusted according to the different volume of exhaust gas caused by the type of different battery packs, the quantity, nature, and size of the particles contained in the exhaust gas.

[0068] Fig. 10 is a schematic top perspective view of the needle device 6 of the explosion-proof venting valve 100 of Fig. 1. Fig. 11 is a schematic bottom perspective view of the needle device 6 of the explosion-proof venting valve 100 of Fig. 1. Fig. 12 is a schematic cross-sectional view of the needle device 6 of the explosion-proof venting valve 100 of Fig. 1.

[0069] According to one example, the needle device 6 may comprise a hollow rectangular body portion 64, a mounting lip portion 65 extending outwards from an upper end of the body portion 64, and a rib portion 63 extending across the body portion 64. A plurality of needle venting apertures 68 are formed between the rib portion 63 and the body portion 64.

[0070] According to one example, the body portion 64 may comprise an annular membrane mounting surface 67 at inner position of a bottom surface of the body portion 64. The second blasting membrane 7 is disposed on the annular membrane mounting surface 67, and the punching needle 62 is disposed below a center of the rib portion 63. According to one example, the punching needle 62 is integrated with the rib portion 63. However, as shall be understood for those skilled in the art, the punching needle 62 may be a separate component from the rib portion 63 and may be fixed to the rib portion 63 in any suitable means, without departing the scope of the disclosure. I n addition, the punching needle 62 may be fixed to other portion of the needle device 6. I n addition, the needle device 6 may utilize any other suitable structure, without departing the scope of the disclosure.

[0071] The body portion 64 may further comprise an annular filter mounting groove 69 at the bottom surface thereof, the annular filter mounting groove 69 is located outside of the annular mounting surface 67 relative to a longitudinal axis 109 of the explosion-proof venting valve 100. The annular filter mounting groove 69 is configured to cooperate with the filter mounting portion 103, so as to mount the filter housing 10 to the needle device 6.

[0072] According to one example, the body portion may further comprise an annular recess 66 at vertically middle position thereof. The annular recess 66 extends inwardly relative to the longitudinal axis 109 of the explosion-proof venting valve 100 from an outer circumferential surface of the body portion 64, and is configured to provide buffer to the filter housing 10 when the explosion-proof venting valve 100 experiences vibration.

[0073] By means of the annular recess 66 of the needle device 6, the filter housing 10 is reliably protected from being damaged when the explosion-proof venting valve 100 experiences vibration, thereby extending useful life of the filter assembly.

[0074] There is an annular filter seal space 61 below the mounting lip portion 65 between the needle device 6 and the valve body 3, and the annular filter seal space 61 is configured to house a filter seal5.

[0075] According to one example, the top cover 1 is removably mounted to the valve body 3, however, as shall be understood for those skilled in the art, the top cover 1 may be nonremovably mounted to the valve body 3, without departing the scope of the disclosure. The top cover 1 may include a top wall 17, and a side wall 16 extending downwardly from the top wall 17.

[0076] According to one example, the top cover 1 may be provided with a plurality of elastic tabs 11 extending downwardly from the side wall 16 of the top cover 1, and the valve body 3 may be provided with a corresponding plurality of protrusions 31. Each elastic tab 11 may comprise a through-hole 14. The elastic tabs 11 can slide over corresponding protrusion 31 on the valve body 3 and then the protrusion 31 snaps into the through-hole 14 and holds the top cover 1 and the valve body 3 in place. As shall be understood for those skilled in the art, the valve body 3 can be removably mounted to the top cover 1 by any other suitable means, without departing the scope of the disclosure.

[0077] According to one example, the top cover 1 may be provided with a plurality of positioning protrusions 12 distributed circumferentially around the side wall 16. The plurality of positioning protrusions 12 extend inwardly from the side wall 16 relative to the longitudinal axis 109 of the explosion-proof venting valve 100, so as to define venting gaps 15 between adjacent positioning protrusions 12. Each positioning protrusion 12 may comprise a step to better position the valve body 3. As shown in Fig. 1, there are six positioning protrusions 12, two on each long side and one on each short side, however, as shall be understood for those skilled in the art, the top cover 1 may be provided with any suitable number of positioning protrusions 12 as needed, such as 4, 5, 7, etc., without departing the scope of the disclosure. I n addition, the positioning protrusions 12 can be arranged in any suitable pattern.

[0078] The valve body 3 is provided with a plurality of fastening holes 32. According to one example, the valve body 3 is provided with two fastening holes 32 at opposite ends thereof. However, as shall be understood for those skilled in the art, the valve body 3 may be provided with any other suitable number of fastening holes 32, without departing the scope of the disclosure.

[0079] Fig. 3 is a schematic explosive view of an example first intake valve assembly 110 according to embodiments. Fig. 4 is a schematic explosive view of an example second venting valve assembly 120 according to embodiments. Fig. 5 is a schematic perspective view of an example valve body 3 according to embodiments. Fig. 6 is a schematic top view of the valve body 3 of Fig. 5.

[0080] The valve body 3 is provided with a first mounting portion 36 and a second mounting portion 136. The first intake valve assembly 110 is mounted into the first mounting portion 36 in a first mounting direction 210, and the second venting valve assembly 120 is mounted into the second mounting portion 136 in a second mounting direction 220 opposite to the first mounting direction 210.

[0081] The second venting valve assembly 120 may be used as a venting valve, and the first intake valve assembly 110 may be used as an intake valve, and the second venting valve assembly 120 may be larger than the first intake valve assembly 110, thus saving the total cost of the explosion-proof venting valve 100, while at the same time ensuring proper operation of the explosion-proof venting valve 100.

[0082] The valve body 3 may be provided with a circumferential body groove 33 located in bottom surface of the valve body 3 and configured to receive a body seal 4, wherein the circumferential body groove 33 is positioned at a distance outwardly from the needle device 6.

[0083] The body seal 4 may comprise an annular body, an inner circumferential lip 41 extending radially inwardly from the annular body, and an outer circumferential lip 42 extending radially outwardly from the annular body. As shall be understood for those skilled in the art, the body seal 4 can be any other suitable structure, without departing the scope of the disclosure.

[0084] According to one example, the first intake valve assembly 110 may comprise a first upper member 111, a first lower member 119, and a first compression spring 118 disposed between the first upper member 111 and the first lower member 119, as shown in Fig. 3. As shall be understood for those skilled in the art, the first intake valve assembly 110 can be any other suitable structure, without departing the scope of the disclosure.

[0085] The spring constant of the first compression spring 111 can be adjusted for different application scenarios and internal pressure emergency relief demands, thus exhibiting excellent scalability.

[0086] The first upper member 111 may comprise a first valve plate, a first circumferential groove 112 configured for receiving a first valve seal 115, a plurality of first upper guide portions 114 extending radially outwardly from the first upper member 111, and a first upper cylindrical portion 113 extending downwardly from the first valve plate.

[0087] The first lower member 119 may comprise a first support plate 215 with at least one intake hole 141, a first lower cylindrical portion 216 extending upwardly from the first support plate 215, and a plurality of first lower guide portions 117 extending upwardly around outer perimeter of the first support plate 215, the first lower cylindrical portion 216 defining a first central hole 116 extending axially and configured for receiving the first upper cylindrical portion 113. The plurality of first upper guide portion 114 and the plurality of first lower guide portion 117 are circumferentially staggered with each other.

[0088] The first mounting portion 36 comprises a first valve seat 161 with a first valve aperture 162, and multiple pairs of first axial guide fins (not shown) extending radially inwardly from inner wall of the first mounting portion 36, the first compression spring 118 being configured to bias the first valve plate to seat against the first valve seat 161 in fluid tight manner, each first upper guide portion 114 can slide axially along first upper guide gaps between respective pair of first axial guide fins, and each first lower guide portion 117 can slide axially along first lower guide gaps between adjacent pairs of first axial guide fins.

[0089] By means of the first axial guide fins shared by the first lower guide portion 117 and the first upper guide portion 114, the first intake valve assembly 110 can be reliably positioned and guided in the valve body 3 with a simple structure, and saves the cost as compared with separate guide fins for the first lower guide portion 117 and the first upper guide portion 114.

[0090] The first lower member 119 may further comprise a first circumferential elastic lip 151 extending radially outwardly around the outer perimeter of the first support plate 215, the first mounting portion 36 comprises a first circumferential protrusion extending radially inwardly from bottom of inner wall of the first mounting portion 36. I n this regard, the first intake valve assembly 110 can be reliably mounted to the first mounting portion 36. As shall be understood for those skilled in the art, the first intake valve assembly 110 can be mounted to the first mounting portion 36 by any other suitable means, without departing the scope of the disclosure.

[0091] The second venting valve assembly 120 may have similar structure to that of the first intake valve assembly 110, for example, the second venting valve assembly 120 may comprise a second upper member 129, a second lower member 219, and a second compression spring 128 disposed between the second upper member 129 and the second lower member 219, as shown in Fig. 4. As shall be understood for those skilled in the art, the second venting valve assembly 120 can be any other suitable structure, without departing the scope of the disclosure.

[0092] The spring constant of the second compression spring 128 can be adjusted for different application scenarios and internal pressure emergency relief demands, thus exhibiting excellent scalability.

[0093] The second lower member 219 may comprise a second valve plate 121, a second circumferential groove 122 configured for receiving a second valve seal 125, a plurality of second lower guide portions 124 extending radially outwardly from the second lower member 219, and a second lower cylindrical portion 123 extending upwardly from the second valve plate 121.

[0094] The second upper member 129 may comprise a second support plate 225 with at least one venting hole 142, a second upper cylindrical portion 226 extending downwardly from the second support plate 225, and a plurality of second upper guide portions 127 extending downwardly around outer perimeter of the second support plate 225, the second upper cylindrical portion 226 defining a second central hole 126 extending axially and configured for receiving the second lower cylindrical portion 123, the plurality of second upper guide portion 127 and the plurality of second lower guide portion 124 are circumferentially staggered with each other.

[0095] The second mounting portion 136 may comprise a second valve seat 39 with a second valve aperture 160, and multiple pairs of second axial guide fins 237 extending radially inwardly from inner wall of the second mounting portion 136, the second compression spring 128 being configured to bias the second valve plate 121 to seat against the second valve seat 39 in fluid tight manner, each second lower guide portion 124 can slide axially along second lower guide gaps 37 between respective pair of second axial guide fins 237, and each second upper guide portion 127 can slide axially along second upper guide gaps 35 between adjacent pairs of second axial guide fins 237.

[0096] By means of the second axial guide fins 237 shared by the second lower guide portion 124 and the second upper guide portion 127, the second venting valve assembly 120 can be reliably positioned and guided in the valve body 3 with a simple structure, and saves the cost as compared with separate guide fins for the second lower guide portion 124 and the second upper guide portion 127.

[0097] The second upper member 129 may further comprise a second circumferential elastic lip 152 extending radially outwardly around the outer perimeter of the second support plate 225, the second mounting portion 136 comprises a second circumferential protrusion 38 extending radially inwardly from top of inner wall of the second mounting portion 136. In this regard, the second venting valve assembly 120 can be reliably mounted to the second mounting portion 136. As shall be understood for those skilled in the art, the second venting valve assembly 120 can be mounted to the second mounting portion 136 by any other suitable means, without departing the scope of the disclosure.

[0098] Fig. 7 is a schematic cross-sectional view of the explosion-proof venting valve 100 of Fig. 1, wherein the explosion-proof venting valve 100 is in a venting mode, the first intake valve assembly 110 is in a closed state, and the second venting valve assembly 120 is in an open state.

[0099] When a pressure of the interior of the battery pack is greater than environment pressure by a first threshold, the pressure difference will overcome force of the second compression spring 128, thereby urging the second valve plate 121 away from the second valve seat 39, and thus the explosion-proof venting valve 100 is in the venting mode. The first threshold is dependent on the spring constant of the second compression spring 128. In the venting mode, gas inside of the battery pack flows out to the environment as arrows, specifically, the gas flows through the filter housing apertures 102, the first filter element 92, the second filter element 91, the filter cover apertures 82, the plurality of needle venting apertures 68 of the needle device 6, the venting hole 142 of the second venting valve assembly 120, space 13 between the top cover 1 and the first membrane 2, and thus flows out to the environment via the venting gaps 15.

[0100] Fig. 8 is a schematic cross-sectional view of the explosion-proof venting valve 100 of Fig. 1, wherein the explosion-proof venting valve 100 is in an intake mode, the first intake valve assembly 110 is in an open state, and the second venting valve assembly 120 is in a closed state.

[0101] When a pressure of the interior of the battery pack is less than environment pressure by a second threshold, the pressure difference will overcome force of the first compression spring 118, thereby urging the first valve plate away from the first valve seat 161, and thus the explosion-proof venting valve 100 is in the intake mode. The second threshold is dependent on the spring constant of the first compression spring 118. In the intake mode, ambient air flows into the battery pack as arrows, specifically, the ambient air flows through the venting gaps 15, space 13 between the top cover 1 and the first membrane 2, the intake hole 141 of the first intake valve assembly 110, the plurality of needle venting apertures 68 of the needle device 6, the filter cover apertures 82, the second filter element 91, the first filter element 92, the filter cover apertures 102, and thus flows into the battery pack.

[0102] Fig. 9 is a schematic cross-sectional view of the explosion-proof venting valve 100 of Fig. 1, wherein the second blasting membrane 7 moves upwardly the predetermined distance to contact with the punching needle. If the second blasting membrane 7 is blocked by particles, internal pressure of the battery pack will rise sharply, causing the second blasting membrane 7 to move upwardly, and the punching needle 62 will punch the second blasting membrane 7 as the second blasting membrane 7 moves upwardly the predetermined distance, so as to restore breathability and pressure relief function of the explosion-proof venting valve 100, thereby ensuring efficient filtration and high-flow pressure relief.

[0103] In another aspect, a battery pack is provided. The battery pack comprises: a battery housing; at least one battery cell disposed in the battery housing; and the explosion-proof venting valve device 100 mounted to the battery housing.

[0104] Aspects of the present disclosure have been described in detail with reference to the illustrated embodiments; those skilled in the art will recognize, however, that many modifications may be made thereto without departing from the scope of the present disclosure. The present disclosure is not limited to the precise construction and compositions disclosed herein; any and all modifications, changes, and variations apparent from the foregoing descriptions are within the scope of the disclosure as defined by the appended claims. Moreover, the present concepts expressly include any and all combinations and subcombinations of the preceding elements and features.

Claims

1.An explosion-proof venting valve (100) comprising:a valve body (3) ;a top cover (1) fixed to the valve body (3) ;a first membrane (2) being water-impermeable and gas-permeable, the first membrane (2) being disposed between the valve body (3) and the top cover (1) ;at least one valve member mounted within the valve body (3) ;a needle device (6) mounted to the valve body (3) , the needle device (6) comprising a punching needle (62) ; anda second blasting membrane (7) being water-impermeable and gas-permeable, the second blasting membrane (7) being disposed at a predetermined distance under the punching needle (62) .2.The explosion-proof venting valve (100) according to claim 1, wherein the needle device (6) comprises a hollow rectangular body portion (64) , amounting lip portion (65) extending outwards from an upper end of the body portion (64) , and a rib portion (63) extending across the body portion (64) with aplurality of needle venting apertures (68) formed between the rib portion (63) and the body portion (64) ,the body portion (64) comprises an annular membrane mounting surface (67) at inner position of a bottom surface of the body portion (64) , the second blasting membrane (7) is disposed on the annular membrane mounting surface (67) , and the punching needle (62) is disposed below a center of the rib portion (63) .3.The explosion-proof venting valve (100) according to claim 2, further comprising a filter assembly, the filter assembly comprises:a filter housing (10) mounted to the needle device (6) , the filter housing (10) comprises a filter body (101) defining a filter space and a filter mounting portion (103) extending upward from the filter body (101) ;at least one filter element disposed in the filter space; anda filter cover (8) covering the at least one filter element,the body portion (64) comprises an annular filter mounting groove (69) at the bottom surface thereof, the annular filter mounting groove (69) is located outside of the annular mounting surface (67) relative to a longitudinal axis (109) of the explosion-proof venting valve (100) , andthe annular filter mounting groove (69) is configured to cooperate with the filter mounting portion (103) , so as to mount the filter housing (10) to the needle device (6) .4.The explosion-proof venting valve (100) according to claim 3, wherein the body portion (64) comprises an annular recess (66) at vertically middle position thereof, the annular recess (66) extends inwardly relative to the longitudinal axis (109) of the explosion-proof venting valve (100) from an outer circumferential surface of the body portion (64) , and is configured to provide buffer to the filter housing (10) when the explosion-proof venting valve (100) experiences vibration.5.The explosion-proof venting valve (100) according to claim 4, wherein there is an annular filter seal space (61) below the mounting lip portion (65) between the needle device (6) and the valve body (3) , and the annular filter seal space (61) is configured to house a filter seal (5) .6.The explosion-proof venting valve (100) according to claim 3, wherein the at least one filter element comprises a first filter element (92) and a second filter element (91) disposed on the first filter element (92) , the first filter element (92) comprises first meshes with a first mesh size, and the second filter element (91) comprises second meshes with a second mesh size less than the first mesh size.7.The explosion-proof venting valve (100) according to claim 6, wherein the first filter element (92) and / or the second filter element (91) comprise absorbent for absorbing harmful gas.8.The explosion-proof venting valve (100) according to claim 1, wherein the first membrane (2) and / or the second blasting membrane (7) comprise a hydrophobic coating thereon.9.The explosion-proof venting valve (100) according to claim 1, wherein the top cover (1) comprises a plurality of elastic tabs (11) extending downwardly from the top cover (1) , each of the plurality of elastic tabs (11) comprising a through-hole (14) ,the valve body (3) comprises a plurality of protrusions (31) corresponding to the plurality of elastic tabs (11) , andthe plurality of elastic tabs (11) are respectively slidable over the plurality of protrusions (31) on the valve body (3) and then each of the plurality of protrusions (31) snaps into the through-hole (14) of a respective one of the plurality of elastic tabs (11) and holds the top cover (1) and the valve body (3) in place.10.The explosion-proof venting valve (100) according to claim 1, wherein the valve body (3) comprises a first mounting portion (36) and a second mounting portion (136) , andthe at least one valve member comprises:a first intake valve assembly (110) mounted into the first mounting portion (36) in a first mounting direction (210) ; anda second venting valve assembly (120) mounted into the second mounting portion (136) in a second mounting direction (220) opposite to the first mounting direction (210) .11.The explosion-proof venting valve (100) according to claim 10, wherein the second venting valve assembly (120) is larger than the first intake valve assembly (110) .12.The explosion-proof venting valve (100) according to claim 1, wherein the valve body (3) comprises a circumferential body groove (33) disposed in a bottom surface of the valve body (3) and configured for receiving a body seal (4) , the circumferential body groove (33) being further disposed at a distance outwardly from the needle device (6) .13.A battery pack comprising:a battery housing;at least one battery cell disposed in the battery housing; andthe explosion-proof venting valve device (100) according to claim 1 and mounted to the battery housing.

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