动力电池箱及动力电池箱盖制造技术

本实用新型专利技术揭示了一种动力电池箱盖，包括：冲压件、保护包边、密封胶和防护涂层。保护包边包裹冲压件的边缘，保护包边具有弹性。密封胶将动力电池箱盖与动力电池箱体密封。防护涂层涂覆在冲压件的内表面或者外表面的至少其中一面，防护涂层的正投影覆盖动力电池箱内的电池模块，防护涂层的干膜厚度为0.5mm～1mm。本实用新型专利技术还揭示了一种采用上述箱盖的动力电池箱。本实用新型专利技术提出的动力电池箱以及箱盖涂覆了阻燃绝缘涂层，具有足够的机械强度、阻燃能力和绝缘能力。该箱盖能满足采用高镍三元锂材料锂离子电池的电池包热扩散要求，该动力电池箱以及箱盖具有安全可靠、成本低、工艺简单、易批量工业化实施的优点。

【技术实现步骤摘要】
动力电池箱及动力电池箱盖
本技术涉及汽车零部件领域，更具体地说，涉及电动汽车的动力电池零部件。
技术介绍
目前的乘用电动汽车主要采用锂离子电池作为储能部件，即动力电池。目前主流的锂电池包括磷酸铁锂电池和三元锂(镍钴锰酸锂)电池，其中三元锂电池根据镍钴锰含量的不同又可以分为NCM532(镍钴锰含量比例为5:3:2)和高镍三元锂NCM811(镍钴锰含量比例为8:1:1)。动力电池作为一种可充电储能装置，通常的结构包括多个电池单体按照串并联组成电池模块，电池模块、电池管理模块、箱盖、箱体及相应附件通过机械和电气连接构成电池包，一个或一个以上电池包及相应附件构成动力蓄电池系统。动力蓄电池系统作为电动汽车上的核心零部件，近年来在轻量化、低成本、高能量密度、长续航、可快充等压力之下，面临的挑战越来越大，由动力蓄电池引发的安全问题越来越受关注。电池单体放热连锁反应引起电池温度不可控持续上升的现象称为热失控，电池包或系统内由一个电池单体热失控引发的其余电池单体接连发生热失控的现象称为热扩散。动力蓄电池安全问题的本源是电池单体热失控，当一个电池单体发生热失控后，相邻单体受影响后也相继发生热失控，进而导致电池包或系统发生热扩散，最终引发起火、爆炸等安全事故，严重威胁乘员人身生命安全，是最受瞩目、亟需解决的动力蓄电池安全问题。我国在2020年5月中旬颁布强制国标GB38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》，率先推行热扩散安全要求。具体要求为：电池包或系统在由于单个电池热失控引起热扩散、进而导致乘员舱发生危险之前5分钟，应提供一个热事件报警信号(服务于整车热事件报警，提醒乘员疏散)。即从第一个电池单体热失控开始直到危险情况出现(例如电池包外部明火)，必须有大于5分钟的时间间隔。随后在2020年5月下旬工业和信息化部发布通知，企业申请产品准入时，须依据包括GB38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》的三项电动汽车强制性标准进行检验检测，相关检验检测报告作为产品准入的依据。也就是说，如果不能通过热扩散要求，电动车不能获得准入。2021年1月1日起强制实施，2021年1月1日前作为过渡阶段允许企业根据自身情况提前执行。在目前电池单体化学体系和电池模块布置和固定模式基本被定型的情况下，电池单体一旦发生热失控并导致热扩散，只能靠电池包或系统层面的箱盖和箱体进行防护。随着电池技术不断发展，提升能量密度和续航里程，电池单体的正极材料由磷酸铁锂发展到三元锂(镍钴锰酸锂)，三元锂材料进一步由NCM532(镍钴锰含量比例为5:3:2)向高镍三元锂NCM811(镍钴锰含量比例为8:1:1)迈进。由于电池单体化学体系的变化，电池单体层面的热失控防护愈发困难，必须在电池包系统层面构建最后一道防线，延缓或阻止导致乘员舱发生危险事件的发生，给乘员疏散提供足够时间。目前电池模块布置和固定模式大多是基于电池单体喷口向上，正对上方的箱盖，系统层面措施主要在于提升箱盖对热失控及热扩散喷发物的防护能力。针对采用高镍三元锂NCM811的动力蓄电池，基于热扩散设计的箱盖技术方案成为焦点和难题。
技术实现思路
根据本技术的一实施例，提出一种动力电池箱盖，包括：冲压件、保护包边、密封胶和防护涂层。保护包边包裹冲压件的边缘，保护包边具有弹性。密封胶将动力电池箱盖与动力电池箱体密封。防护涂层涂覆在冲压件的内表面或者外表面的至少其中一面，防护涂层的正投影覆盖动力电池箱内的电池模块，防护涂层的干膜厚度为0.5mm～1mm。在一个实施例中，防护涂层的阻燃特性为：以90℃存放500小时，以1200℃垂直火焰喷射，5分钟不烧穿。防护涂层的干膜密度不小于1.35g/cm3。防护涂层的膨胀倍率为20至40倍。防护涂层的体积电阻率大于1012Ω·CM。在一个实施例中，冲压件是经电泳涂装的钢板冲压件，厚度为0.5mm到1.2mm。保护包边是聚氯乙烯包边。密封胶是单组分发泡密封胶。在一个实施例中，护涂层涂覆在冲压件的内表面以及外表面。根据本技术的一实施例，提出一种动力电池箱，包括：动力电池箱体、电池模块、电池管理组件和动力电池箱盖，其中动力电池箱盖盖在动力电池箱体上形成动力电池箱，电池模块和电池管理组件放置在动力电池箱中，该动力电池箱盖包括：冲压件、保护包边、密封胶和防护涂层。保护包边包裹冲压件的边缘，保护包边具有弹性。密封胶将动力电池箱盖与动力电池箱体密封。防护涂层涂覆在冲压件的内表面或者外表面的至少其中一面，防护涂层的正投影覆盖动力电池箱内的电池模块，防护涂层的干膜厚度为0.5mm～1mm。在一个实施例中，防护涂层的阻燃特性为：以90℃存放500小时，以1200℃垂直火焰喷射，5分钟不烧穿。防护涂层的干膜密度不小于1.35g/cm3。防护涂层的膨胀倍率为20至40倍。防护涂层的体积电阻率大于1012Ω·CM。在一个实施例中，冲压件是经电泳涂装的钢板冲压件，厚度为0.5mm到1.2mm。保护包边是聚氯乙烯包边。密封胶是单组分发泡密封胶。在一个实施例中，护涂层涂覆在冲压件的内表面以及外表面。在一个实施例中，电池模块包括方形电池本体和方形电池喷口，电池模块是高镍三元锂离子电池模块。本技术提出的动力电池箱以及箱盖涂覆了阻燃绝缘涂层，具有足够的机械强度、阻燃能力和绝缘能力。该箱盖能满足采用高镍三元锂材料锂离子电池的电池包热扩散要求，该动力电池箱以及箱盖具有安全可靠、成本低、工艺简单、易批量工业化实施的优点。附图说明图1揭示了根据本技术的一实施例的动力电池箱盖的结构示意图。图2揭示了根据本技术的一实施例的动力电池箱盖的截面结构图。图3揭示了根据本技术的一实施例的动力电池箱的结构示意图。图4揭示了根据本技术的一实施例的动力电池箱的截面结构图。具体实施方式典型的动力蓄电池由电池模块、电池管理模块、箱盖、箱体及相应附件等结构部件和电气部件组成，在电池模块型号及布置方式确定的情况下，电池包层面的热扩散设计主要在于箱盖技术方案。现有技术中采用的箱盖主要包括以下几种：铝制箱盖、电泳涂装的钢制箱盖、复合材料箱盖。铝制箱盖通过冲压工艺制成，轻量化效果较好，但铝合金熔点在700℃以下，电池单体热失控后喷发的可燃物质温度可达1200℃以上，可燃物质由电池单体铝塑膜喷口上方喷出，其上方的铝合金箱盖秒级熔化，箱盖外侧出现剧烈的明火燃烧。铝制箱盖难以满足GB38031-2020所要求的5分钟的阻燃时间间隔。钢制箱盖通过冲压工艺制成，壳体暴露在外部，仅镀锌层不能满足抗腐蚀要求，因此需要电泳涂层进行防腐蚀防护。热扩散试验中，由电池单体热失控后喷出高温可燃物使壳体外侧温度局部可达750℃以上，导致电泳涂层碳化，10秒钟以内会出现明火燃烧。虽然钢制箱盖的表现好于铝制箱盖，但是距离5分钟的时间要求还是存在较大差距，亦不能满足热扩散要求。复合材料箱盖通过模压工艺制成，熔点也较低，热失控以后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力电池箱盖，其特征在于，包括：/n冲压件；/n保护包边，保护包边包裹冲压件的边缘，保护包边具有弹性；/n密封胶，密封胶将动力电池箱盖与动力电池箱体密封；/n防护涂层，所述防护涂层涂覆在冲压件的内表面或者外表面的至少其中一面，所述防护涂层的正投影覆盖动力电池箱内的电池模块，所述防护涂层的干膜厚度为0.5mm～1mm。/n

【技术特征摘要】
1.一种动力电池箱盖，其特征在于，包括：
冲压件；
保护包边，保护包边包裹冲压件的边缘，保护包边具有弹性；
密封胶，密封胶将动力电池箱盖与动力电池箱体密封；
防护涂层，所述防护涂层涂覆在冲压件的内表面或者外表面的至少其中一面，所述防护涂层的正投影覆盖动力电池箱内的电池模块，所述防护涂层的干膜厚度为0.5mm～1mm。


2.如权利要求1所述的动力电池箱盖，其特征在于，
所述防护涂层的阻燃特性为：以90℃存放500小时，以1200℃垂直火焰喷射，5分钟不烧穿；
所述防护涂层的干膜密度不小于1.35g/cm3；
所述防护涂层的膨胀倍率为20至40倍；
所述防护涂层的体积电阻率大于1012Ω·CM。


3.如权利要求2所述的动力电池箱盖，其特征在于，
所述冲压件是经电泳涂装的钢板冲压件，厚度为0.5mm到1.2mm；
所述保护包边是聚氯乙烯包边；
所述密封胶是单组分发泡密封胶。


4.如权利要求3所述的动力电池箱盖，其特征在于，所述防护涂层涂覆在冲压件的内表面以及外表面。


5.一种动力电池箱，包括：动力电池箱体、电池模块、电池管理组件和动力电池箱盖，其中动力电池箱盖盖在动力电池箱体上形成动力电池箱，电池模块和电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔淑平，赵传军，邵力行，张毅翔，冯兆玄，朱佳胤，
申请(专利权)人：上汽大众汽车有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31