一种轻质、安全电芯支架及动力电池包制造技术

本发明专利技术公开了一种轻质、安全电芯支架及动力电池包，其中，支架本体为高分子树脂、发泡剂和玻璃纤维、石粉经过化学发泡工艺形成的一种不燃发泡块状体，且发泡后的气泡内充满二氧化碳、氮气、氨气惰性气体，在所述支架本体中均匀有自上而下依次贯通的第一圆孔，第一圆孔是在支架本体成型时一并形成的。本发明专利技术核心部件包括发泡支架，采用有机树脂经过发泡工艺制作，质轻，可以降低生产成本，并有效的循环再利用。

【技术实现步骤摘要】

该专利技术涉及动力电池
，具体地说是一种轻质电芯支架及动力电池包。
技术介绍
目前我国流行锂离子动力电，磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料有很多种，主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料，而其它正极材料由于多种原因，目前在市场上还没有大量生产。磷酸铁锂也是其中一种锂离子电池。从材料的原理上讲，磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程，这一原理与钴酸锂、锰酸锂完全相同。磷酸铁锂电池，同样有危险性。因为，磷酸铁锂也是一种锂离子电池。从材料的原理上讲，磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程，这一原理与钴酸锂、锰酸锂完全相同。而锂的化学性质非常活泼，很容易燃烧，当电池充放电时，电池内部持续升温，活化过程中所产生的气体膨胀，电池内压加大，压力达到一定程度，如外壳有伤痕，即会破裂，引起漏液、起火甚至爆炸。从技术理论来看，磷酸铁锂电池，对电池的起火爆炸等危险性有小部分的改善，但很不彻底，危险性一样突出。在各种情况下，电池外部短路、内部短路、过充都存在发生危险的可能。如何化解上述的风险，是本领域的重要研究方向。针对这一问题，
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术提供一种轻质、安全的电芯支架及锂电芯动力电池包，寻找一种廉价、抗爆、不燃的电芯支架，同时，便于组装和生产，模块化，结构紧凑化，降低使用和制造成本。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案为：一种轻质、安全电芯支架，其特征在于，包括支架本体，所述支架本体为高分子树脂、发泡剂和玻璃纤维、石粉经过化学发泡工艺形成的一种不燃发泡块状体，且发泡后的气泡内充满二氧化碳、氮气、氨气惰性气体，在所述支架本体中均匀有自上而下依次贯通的第一圆孔，第一圆孔是在支架本体成型时一并形成的。所述石粉规格为200目-400目。所述高分子树脂为聚氨酯。在支架本体的两个端面上位于相邻的两个第一圆孔之间分别设置汇流条缺口。圆柱锂电芯动力电池包，其特征在于，包括壳体、有机发泡支架、散热套筒、上罩和下罩，所述有机发泡支架为上、下通透的发泡块状结构，在有机发泡支架中均匀设置有若干自上而下贯通的第一圆孔，在有机发泡支架两个端面上位于相邻的两个第一圆孔之间分别设置汇流条缺口；所述散热套筒为散热性能高的铜合金柱状体，所述散热套筒包括圆环面和支撑肋，所述圆环面厚度不大于0.5毫米，所述支撑肋朝向内部并形成与锂电池电芯配合的内表面；每一个所述第一圆孔中安装一个散热套筒，每一个散热套筒中安装一个电芯；所述壳体是由第一、第二子壳体相对扣合而成的；第一、第二子壳体为对称结构，且中间通过紧固安装部形成一体，所述有机发泡支架位于两个子壳体内腔中；在第一子壳体上设置有若干与第一圆孔一一对应的第二圆孔，在第二圆孔中嵌入一个集气喷嘴，所述集气喷嘴正对着汇流条焊接点，在集气喷嘴内侧的第一子壳体上设置有若干用于支撑锂电芯端部的突起，在电芯和集气喷嘴之间形成气流通道，在第二子壳体上设置有若干与第一圆孔一一对应的第三圆孔，在第三圆孔中嵌入一个气流调节阀片，所述气流调节阀片是由固定部和片部组成的记忆合金片状体，在常温状态下，片部处于关闭状态，当第一圆孔内部温度达到设定阀值后，片部自行打开；在气流调节阀片内侧的第二子壳体上设置有若干用于支撑锂电芯端部的支撑结构，在电芯和气流调节阀片之间形成气流通道；在两个子壳体上分别卡接固定一个上罩和一个下罩，所述上罩上的收口为冷风进口，所述下罩上的接口为热风出口；在所述电芯的两端分别使用电流汇流条电连接，且所述汇流条落入汇流条缺口内，所述汇流条汇总后通过导线自壳体上的电缆引出口引出，并在电缆引出口处设置密封结构。所述上罩和下罩内腔内设置有单向透气膜。在与上罩和下罩结合的两个子壳体外表面设置有增加气流速度的凹槽。所述汇流条通过导线自壳体上的电缆引出口引出，并在电缆引出口处进行密封处理。所述密封处理为热塑焊接密封。在第一、第二子壳体配合面处使用至少双层密封。所述上罩和下罩为工程塑料注塑件。锂电动力车，包括车架、方向盘、车轮、动力电池总成和控制模块，其特征在于，所述动力电池总成为圆柱锂电芯动力电池包，所述圆柱锂电芯动力电池包安装在车架上，所述动力电池的冷风进口汇集到第一总管道，热风出口汇集到第二总管道，其中第一总管连接一个风机，风机外侧连接第一进气口和第二进气口，其中第一进气口位于轿车驾驶室内，且在驾驶室内的第一进气口处设置有过滤棉，第二进气口位于后侧行李箱内，在第二进气口处设置有过滤装置，第二总管道连接第一出风口、第二出风口和第三出风口，其中第一出风口位于轿车驾驶室内，第二出风口位于行李箱内，第二出风口与所述第二进风口合并，第三出风口位于车架底盘处。本专利技术的有益效果是：核心部件包括发泡支架，采用有机树脂经过发泡工艺制作，质轻，可以降低生产成本，并有效的循环再利用。有机发泡支架，具有不燃特性，在某一电芯发热、自然的情况下，可以对邻近的电芯形成有效的隔离，满足A级防火的要求。有机发泡支架采用二氧化碳、氮气物理发泡技术，在发泡的同时，二氧化碳、氮气被包覆在气泡中，在支架撞击发生粉碎性自毁后，可以释放，在壳体内形成缺氧环境，防止电池总成发生连锁爆炸。抗爆性能好，在电芯自爆的过程中，发泡支架可发生粉碎性自毁，吸收爆炸能量，吸收撞击能量，提高新能源车的安全性能。核心部件的有机发泡支架为无机耐温零部件，无论是耐高温、强度，绝缘性都能满足锂电池的使用要求。便于组装，都是插接结构，提高装配效率，便于后期的维护。冷风根据设计路线在每一个电芯单体的周围通过，且内腔中的空间较大，可以使得风速减缓，最大程度的与电芯发热进行热交换产生较好的换热效果。散热套筒与电芯接触，可以迅速的转移电芯的热量，产生的热量也被带走，形成更好的热交换效果。质轻，降低动力电池的总重量，比传统的电池支架降低自重至少20％，成本降低一半以上。附图说明图1为圆柱形锂电芯的立体图。图2为散热套筒的立体图。图3为散热套筒的俯视图。图4为有机发泡支架的立体图。图5为第一子壳体的立体图(正面)。图6为第一子壳体的立体图(背面)。图7为本专利技术的立体图。图8为本专利技术剖视图。图9为图7省略上罩后的立体图。图10为图9省略第一子壳体后的立体图。图11为有机发泡支架与电芯的配合示意图。图12为上罩的立体图。图13为气流调节阀片的立体图。图14为本电池散热系统在车中的布置示意图。图15为电池散热系统的进、出风风路示意图。图中：1 壳体，11 第一子壳体，111 集气喷嘴，12 第二子壳体，121 气流调节阀片，1211 固定部，1212 片部，13 电缆引出口，14 安装部，2 有机发泡支架，21 第一圆孔，22 汇流条缺口，3 散热套筒，31 圆环面，32 支撑肋，4 汇流条，5 上罩，5’ 下罩，51 冷风进口，52 热风出口，53 单向透气膜，6 电芯，71 第一总管道、72 第二总管道、7 风机、711 第一进气口、712 第二进气口、721 第一出风口、722 第二出风口、723 第三出风口，73 闸阀。具体实施方式如图1至图15所示，针对现有缺陷，本专利技术的保护主体如下：开发的是一种锂电芯动力电池总成，现有的圆柱形锂电池在安装过程中存在两种情况，一种是直接膜类材料进行捆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻质、安全电芯支架，其特征在于，包括支架本体，所述支架本体为高分子树脂、发泡剂和玻璃纤维、石粉经过化学发泡工艺形成的一种不燃发泡块状体，且发泡后的气泡内充满惰性气体，在所述支架本体中均匀有自上而下依次贯通的第一圆孔(21)，第一圆孔是在支架本体成型时一并形成的。

【技术特征摘要】
1.一种轻质、安全电芯支架，其特征在于，包括支架本体，所述支架本体为高分子树脂、发泡剂和玻璃纤维、石粉经过化学发泡工艺形成的一种不燃发泡块状体，且发泡后的气泡内充满惰性气体，在所述支架本体中均匀有自上而下依次贯通的第一圆孔(21)，第一圆孔是在支架本体成型时一并形成的。2.根据权利要求1所述的一种轻质、安全电芯支架，其特征在于，所述石粉规格为200目-400目。3.根据权利要求1所述的一种轻质、安全电芯支架，其特征在于，所述高分子树脂为聚氨酯。4.根据权利要求1所述的一种轻质、安全电芯支架，其特征在于，在支架本体的两个端面上位于相邻的两个第一圆孔之间分别设置汇流条缺口(22)。5.动力电池包，其特征在于，包括壳体(1)、有机发泡支架(2)、散热套筒(3)、上罩(5)和下罩(5’)，所述有机发泡支架(2)为权利要求1至4中任意一项所述的一种轻质、安全电芯支架，其中，所述散热套筒(3)为散热性能高的铜合金柱状体，所述散热套筒(3)包括圆环面(31)和支撑肋(32)，所述圆环面厚度不大于0.5毫米，所述支撑肋朝向内部并形成与锂电池电芯配合的内表面；每一个所述第一圆孔中安装一个散热套筒，每一个散热套筒中安装一个电芯；所述壳体(1)是由第一、第二子壳体相对扣合而成的；第一、第二子壳体为对称结构，且中间通过紧固安装部(14)形成一体，所述有机发泡支架位于两个子壳体内腔中；在第一子壳体(11)上设置有若干与第一圆孔一一对应的第二圆孔，在第二圆孔中嵌入一个集气喷嘴(111)，所述集气喷嘴正对着汇流条焊接点，在集气喷嘴(111)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜桂菊，
申请(专利权)人：杜桂菊，
类型：发明
国别省市：山东;37