一種用于電動汽車的動力電池箱體的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種用于電動汽車的動力電池箱體，包括箱體主體和防火隔熱單元，其中：所述箱體主體的上蓋與整車地板相連接，所述箱體主體的內壁設有動力電池模塊；所述防火隔熱單元包括防火單元和隔熱單元，所述防火單元設于所述箱體主體的內部，所述隔熱單元設于所述上蓋與整車地板之間，所述防火單元由外向內依次包括絕緣層、保溫層和防火層。通過在箱體主體內設置復合層的防火結構以及配合上蓋外的隔熱層。一方面將燃燒盡量控制在箱體內部，另一方面主動減緩了燃燒速度。
【專利說明】—種用于電動汽車的動力電池箱體
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電動汽車的動力電池領域，具體涉及一種用于電動汽車的動力電池箱體。
【背景技術】
[0002]電動汽車在充電及行駛過程中出現意外事故時，可能會造成動力電池的擠壓、短路、開裂、漏電、熱沖擊和燃燒等，最常見的就是動力電池的起火燃燒。引發動力電池起火燃燒的眾多原因很多，電池熱失控是公認的主要因素之一。
[0003]目前動力電池箱體的防火設計基本都僅依靠箱體上蓋來達到防火隔熱的目的，如在電池箱體上蓋與車身地板之間粘附一層隔板從而起到隔熱、隔音、防潮、絕緣和減震的作用，當電池起火時還能抑制火勢的蔓延。但是電池燃燒時箱體內部的溫度一般都在500 V以上，局部溫度還可能達到上千攝氏度，僅靠箱體上蓋的阻斷能力往往難以有效阻止箱體內部火焰和熱量向駕駛室擴散，箱體內部火焰還是有可能經由下箱體蔓延至車身，存在安全風險。此外，該隔板僅是一種被動的隔離方案，無法起到主動減緩燃燒速度。
[0004]因此，盡管人們對于抑制動力電池的熱失控做了大量的研究，但從安全設計的角度考慮，如何在無法完全避免電池燃燒的前提下，盡量減緩燃燒的速度和阻斷火勢擴散的途徑，在發生火災的時候仍能保證車輛的安全，至少能為駕乘人員贏得逃生或獲救的時間，仍是動力電池安全設計的核心要素之一。
實用新型內容
[0005]有鑒于此，本實用新型提供一種用于電動汽車的動力電池箱體，旨在有效減緩燃燒速度，防止動力電池起火后的蔓延。
[0006]本實用新型采用的技術方案具體為:一種用于電動汽車的動力電池箱體，包括箱體主體和防火隔熱單元，其中:所述箱體主體的上蓋與整車地板相連接，所述箱體主體的內壁設有動力電池模塊；所述防火隔熱單元包括防火單元和隔熱單元，所述防火單元設于所述箱體主體的內部，所述隔熱單元設于所述上蓋與整車地板之間，所述防火單元由外向內依次包括絕緣層、保溫層和防火層。
[0007]在上述用于電動汽車的動力電池箱體中，所述防火層的厚度為< 1_。
[0008]在上述用于電動汽車的動力電池箱體中，所述防火層的厚度為0.2-0.8mm。
[0009]在上述用于電動汽車的動力電池箱體中，所述隔熱層的厚度為< 10mm。
[0010]在上述用于電動汽車的動力電池箱體中，所述隔熱層的厚度為3_6mm。
[0011 ] 所述絕緣層為液體絕緣層或者固體絕緣層，所述液體絕緣層為礦物絕緣油或者合成絕緣油中的一種或者幾種，所述固體絕緣層為樹脂、橡膠、絕緣漆或者絕緣薄膜中的一種或者幾種。
[0012]所述保溫層為固體保溫層，所述保溫層的材質為發泡材質或橡塑材質中的一種或者幾種。
[0013]所述防火層的材料為防火涂料。
[0014]所述隔熱層的材料為絕熱阻燃材料，所述絕熱阻燃材料為二氧化硅氣凝膠氈、陶瓷纖維氈或者硅酸鹽纖維制品中的一種或者幾種。
[0015]本實用新型產生的有益效果是:本實用新型的防火動力電池箱體在動力電池起火燃燒的極端情況下，盡可能地將火焰和熱量控制在電池箱體內部，同時箱體內部的防火層還能起到主動延滯燃燒速度的作用。另外，為最大程度保障乘員的人身安全，在動力電池和整車地板之間還設置了隔熱層，可起到乘員的二級安全保護作用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]當結合附圖考慮時，能夠更完整更好地理解本實用新型。此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定，其中:
[0017]圖1為本實用新型一種用于電動汽車的動力電池箱體的結構示意圖。
[0018]圖中:1、箱體主體2、絕緣層3、保溫層4、防火層5、隔熱層。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖及實施例對本實用新型的技術方案作進一步詳細的說明。
[0020]如圖1所示的一種用于電動汽車的動力電池箱體，箱體主體I的上蓋與動力汽車的整車地板相連接，箱體主體I內裝有動力電池模塊。箱體主體I的內壁由外而內依次設有絕緣層2、保溫層3和防火層4，上蓋和整車地板之間設有隔熱層5。
[0021]防火涂料是用于可燃性基材表面，能降低被涂材料表面的可燃性、阻滯火焰的迅速蔓延、可提高被涂材料耐火極限的一種特種涂料，其具有防火特性好、涂層薄和加工容易等優點，在建筑行業有很廣泛的應用，但其作為電池箱內部的防火材料還鮮有報道。
[0022]防火涂料的防火原理是:
[0023]防火涂料本身具有難燃性或不燃性，使被保護基材不直接與空氣接觸，延遲物體著火和減少燃燒的速度；
[0024]防火涂料除本身具有難燃性或不燃性外，它還具有較低的導熱系數，可以延遲火焰溫度向被保護基材的傳遞；
[0025]防火涂料受熱分解出不燃惰性氣體，沖淡被保護物體受熱分解出的可燃性氣體，使之不易燃燒或使燃燒速度減慢；
[0026]含氮的防火涂料受熱分解出NO、NH3等基團，與有機游離基化合，中斷連鎖反應，降低溫度；
[0027]膨脹型防火涂料受熱還會膨脹發泡，膨脹體積可達原有形成碳質泡沫隔熱層封閉被保護的物體，延遲熱量與基材的傳遞，阻止物體著火燃燒或因溫度升高而造成的強度下降。
[0028]可以看出，防火涂料本身可以阻礙燃燒和溫度的擴散，在電池箱體內部相對密封的環境下，還有利于防火涂料發揮其延滯燃燒速度的作用，因此防火涂料非常適合作為電池箱的箱體主體I內部的防火材料。防火涂料可以采用膨脹型或非膨脹型防火涂料，作為防火層4的防火涂料的厚度為< Imm,優選為0.2-0.8mm。
[0029]由于箱體主體I的上蓋與整車地板直接接觸，在動力電池起火燃燒時，為進一步延緩熱量由電池箱上蓋向車體傳遞的速度，在動力電池上蓋與車身地板之間設置隔熱層5。隔熱層5的厚度為< 10mm，優選為3_6mm ;為了保證隔熱的可靠性，隔熱層5的導熱系數需低于0.05W/ (m -K)，優選導熱系數低于0.02W/ (m -K)的隔熱材料。隔熱層要能持續耐750°C的高溫，耐1000°c的高溫至少5min,耐1500°C的高溫Imin以上。另外，隔熱層5還要具備一定的阻燃性。
[0030]絕緣層2為液體絕緣層或者固體絕緣層,液體絕緣層為礦物絕緣油或者合成絕緣油中的一種或者幾種，固體絕緣層為樹脂、橡膠、絕緣漆或者絕緣薄膜中的一種或者幾種。
[0031]保溫層3為固體保溫層，固體保溫層的材質為發泡材質或橡塑材質中的一種或者幾種。
[0032]動力電池箱體結構設計采用鑄鋁材質的箱體主體下箱體和玻璃鋼材質的箱體主體上蓋，以環氧樹脂作為絕緣層，以交聯乙烯發泡材料作為保溫層，以含氮膨脹型防火涂料作為防火層，涂料的厚度為0.5mm,以二氧化硅氣凝膠氈作為隔熱層，隔熱氈厚度為3mm，導熱系數為0.014ff/(m.Κ)。將動力電池箱體布置于電動汽車地板下方，隔熱層與地板緊密接觸。在動力電池發生擠壓、短路、過充或過溫等情況下，箱體內部的電池單體起火燃燒，此時防火層涂料受熱膨脹發泡，一方面涂層吸收大量的熱，同時發生膨脹炭化，形成比原來膜厚度大幾十倍甚至上百倍的不易燃的海綿狀炭質層，可阻礙火焰和熱量向外傳遞；另一方面，涂層分解釋放出氨氣、二氧化碳、鹵化氫等惰性氣體以及Ν0、ΝΗ3等阻燃基團，可延滯燃燒的速度。作為動力電池系統起火保護的第二道保護屏障，在電池猛烈持續燃燒等極端情況下，防火層的防火隔熱能力不足，隔熱層可在一定時間內(Slmin)隔斷箱體上蓋所傳遞的火焰或熱量，以為乘員的逃生或救援提供寶貴的時間。
[0033]如上所述，對本實用新型的實施例進行了詳細地說明，顯然，只要實質上沒有脫離本實用新型的發明點及效果、對本領域的技術人員來說是顯而易見的變形，也均包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種用于電動汽車的動力電池箱體，其特征在于，包括箱體主體和防火隔熱單元，其中: 所述箱體主體的上蓋與整車地板相連接，所述箱體主體的內壁設有動力電池模塊； 所述防火隔熱單元包括防火單元和隔熱單元，所述防火單元設于所述箱體主體的內部，所述隔熱單元設于所述上蓋與整車地板之間，所述防火單元由外向內依次包括絕緣層、保溫層和防火層。
2.根據權利要求1所述的用于電動汽車的動力電池箱體，其特征在于，所述防火層的厚度為彡1mm。
3.根據權利要求1所述的用于電動汽車的動力電池箱體，其特征在于，所述防火層的厚度為 0.2-0.8mm。
4.根據權利要求1所述的用于電動汽車的動力電池箱體，其特征在于，所述隔熱層的厚度為< 10mm。
5.根據權利要求1所述的用于電動汽車的動力電池箱體，其特征在于，所述隔熱層的厚度為3_6mm。
6.根據權利要求1所述的用于電動汽車的動力電池箱體，其特征在于，所述絕緣層為液體絕緣層或者固體絕緣層，所述液體絕緣層為礦物絕緣油或者合成絕緣油中的一種或者幾種，所述固體絕緣層為樹脂、橡膠、絕緣漆或者絕緣薄膜中的一種或者幾種。
7.根據權利要求1所述的用于電動汽車的動力電池箱體，其特征在于，所述保溫層為固體保溫層，所述保溫層的材質為發泡材質或橡塑材質中的一種或者幾種。
8.根據權利要求1所述的用于電動汽車的動力電池箱體，其特征在于，所述防火層的材料為防火涂料。
9.根據權利要求1所述的用于電動汽車的動力電池箱體，其特征在于，所述隔熱層的材料為絕熱阻燃材料，所述絕熱阻燃材料為二氧化硅氣凝膠氈、陶瓷纖維氈或者硅酸鹽纖維制品中的一種或者幾種。
【文檔編號】A62C2/10GK204144345SQ201420433997
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年8月1日 優先權日:2014年8月1日
【發明者】俞會根, 向晉, 盛軍 申請人:北京新能源汽車股份有限公司