一种动力电池的上箱体制造技术

本实用新型专利技术揭示了一种动力电池的上箱体，为由复合本体及其外侧表面喷涂成型的石墨烯防护层构成的盖体，该盖体的外形呈现为倒置的敞口容器，且盖体底侧一体成型设有横向向外的翻边，其中复合本体为集成设有纤维片材的热塑性树脂，纤维片材分布式内嵌于热塑性树脂全部覆盖区域，石墨烯防护层的厚度为0.5mm以上。应用本实用新型专利技术结构优化的上箱体，具备突出的实质性特点和显著的进步性：该上箱体采用纤维和树脂的复合材料成型本体，并于外、内表面分设保护层，提高了电池箱外侧的阻燃性能，同时增强了复合本体内侧表面抗热冲击应力、防止变形鼓包的能力，弥补了复合本体耐高温性能变差的缺点。

An upper box of power battery

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池的上箱体
本技术涉及一种用于新能源汽车动力电池结构设计，尤其涉及一种具有外部阻燃、内部抗热冲击、膨胀应力的上箱体结构。
技术介绍
随着政府对新能源汽车在财政杠杆撬动和不断调整，日渐朝着能量密度提升、续航里程提升、百公里耗电量下降的方向引导。这些都对整车和电池包的轻量化提出了更高的要求。电池包是新能源汽车核心能量源，为整车提供驱动电能。传统电池包主要通过金属材质的箱体包络构成电池包主体。电池包包括电芯、模组、电气系统、热管理系统、电池箱体和BMS等。电池箱内部的主要构件为电池组，其充放电效率易受到箱内温度稳定性的影响，当环境温度维持在20℃左右时，电池的充放电效率和寿命均达到最优，但传统的电池箱材质一般以铝、钢等金属为主、质量较重。因此，复合材料成为电池箱减重的首选替代选材。目前市场上广泛采用SMC材质的上箱体，SMC材料本身具有不可回收性，由于电池箱产品的更新换代速率极快，SMC材质的上箱体未来势必带来极大的污染。近年，电池包内部电池组热失控事故频发，新能源汽车电池包的安全防护受到前所未有的重视。电池包内部热失控时释放的高温高压气体将会对电池箱体产生冲击，传统的非金属下箱体在此状况下存在无法满足安全防护要求的风险，因此改良需求迫在眉睫。
技术实现思路
本技术的目的旨在提出一种动力电池的上箱体，解决内外两侧防火和防热冲击的性能提升问题。本技术实现上述目的的技术解决方案是，一种动力电池的上箱体，其特征在于为由复合本体及其外侧表面喷涂成型的石墨烯防护层构成的盖体，所述盖体的外形呈现为倒置的敞口容器，且盖体底侧一体成型设有横向向外的翻边，所述石墨烯防护层的厚度为0.5mm以上。进一步地，所述复合本体为集成设有纤维片材的热塑性树脂，所述纤维片材分布式内嵌于热塑性树脂全部覆盖区域。更进一步地，所述复合本体的壁厚为2mm以上。进一步地，所述复合本体的内侧表面粘贴设有全覆盖的纤维布防护层。进一步地，所述翻边设有周向相隔分布的组装孔。应用本技术结构优化的上箱体，具备突出的实质性特点和显著的进步性：该上箱体采用纤维和树脂的复合材料成型本体，并于外、内表面分设保护层，提高了电池箱外侧的阻燃性能，同时增强了复合本体内侧表面抗热冲击应力、防止变形鼓包的能力，弥补了复合本体耐高温性能变差的缺点。附图说明图1是本技术动力电池上箱体的立体结构示意图。图2是图1所示上箱体局部的剖面结构示意图。具体实施方式以下便结合实施例附图，对本技术的具体实施方式作进一步的详述，以使本技术技术方案更易于理解、掌握，从而对本技术的保护范围做出更为清晰的界定。本技术设计者在长期从事汽车电池生产制造过程中不断积累经验，分析并研究了现有新能源汽车电池箱体的诸多不足，为满足当前动力电池内外均防火耐热耐冲击的性能要求，着手研发并创新提出了一种动力电池的上箱体改良结构，为新能源汽车的健康发展奠定了一方面基础。如图1和图2所示，该动力电池的上箱体的结构特征在于，其为由复合本体1及其外侧表面喷涂成型的石墨烯防护层2构成的盖体。该盖体的外形呈现为倒置的敞口容器，且盖体底侧一体成型设有横向向外的翻边11，而翻边11设有周向相隔分布的组装孔12。以便于与上箱体对应密封装接。从该多层复合成型的上箱体的分层特点来看：上述上箱体的复合本体1采用热塑性复合材料，整体壁厚不小于2mm，树脂基体包括PP，PA，PPS等热塑性树脂，生产工艺可以包括注塑，模压，吸塑等。而且，复合本体内集成设有增强结构强度的纤维片材，包括玻璃纤维、玄武岩纤维和碳纤维等，而纤维片材可选择短切或者长切；该些纤维片材分布式内嵌于热塑性树脂全部覆盖区域。该复合本体较之于传统采用纯钢铁、纯铝合金材料制成的上箱体，性能上具有以下优势：材料密度低、减重明显；比强度高、比刚度高；绝缘性能好、更安全；热膨胀系数小、尺寸稳定；耐腐蚀、抗老化性能突出。为提升上箱体外侧的防火烧性能，电池箱上箱体外防护层2采用的是将石墨烯防火材料均匀喷涂在电池箱上箱体外部，厚度不小于0.5mm，或理解为0.5mm以上。GB/T31467.3中对电池包防火烧有强制性检测要求，因此增加此石墨烯防护层可确保动力电池箱满足火烧检验的要求。动力电池在整车上的安装通常是垂直安装，导致电芯的防爆阀正对上箱体，因此电池箱上箱体设计时，需要考虑防火和防热冲击。本设计在复合本体1的内侧表面粘贴设有全覆盖的纤维布防护层3。牢固粘贴于上箱体内壁的高性能玻纤布，包括玻璃纤维布、玄武岩纤维布、以及碳纤维布等，这些材料具有很好的耐火性能以及抗冲击延展性。所谓粘贴从制造工艺上可以理解为先涂刷阻燃热固性树脂，在未固化成型的状态下将预先裁剪好的高性能纤维布均匀铺放，并凝固成型为内防护结构。由此可以避免电池热失控时损坏电池箱上箱体，直接对乘员舱造成威胁。综上对于本技术动力电池上箱体结合实施例和图示的详细说明，使得本技术技术方案的创新实质得以彰显，并且具备突破当前电池箱体的诸多优点：该上箱体采用纤维和树脂的复合材料成型本体，并于外、内表面分设保护层，提高了电池箱外侧的阻燃性能，同时增强了复合本体内侧表面抗热冲击应力、防止变形鼓包的能力，弥补了复合本体耐高温性能变差的缺点。除上述实施例外，本技术还可以有其它实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本技术所要求保护的范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力电池的上箱体，其特征在于为由复合本体及其外侧表面喷涂成型的石墨烯防护层构成的盖体，所述盖体的外形呈现为倒置的敞口容器，且盖体底侧一体成型设有横向向外的翻边，所述石墨烯防护层的厚度为0.5mm以上。/n

【技术特征摘要】
1.一种动力电池的上箱体，其特征在于为由复合本体及其外侧表面喷涂成型的石墨烯防护层构成的盖体，所述盖体的外形呈现为倒置的敞口容器，且盖体底侧一体成型设有横向向外的翻边，所述石墨烯防护层的厚度为0.5mm以上。


2.根据权利要求1所述动力电池的上箱体，其特征在于：所述复合本体为集成设有纤维片材的热塑性树脂，所述纤维片材分布式内嵌于热塑性树脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉增香，袁卓伟，王捆，姜春阳，孙倩倩，
申请(专利权)人：中材科技苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32