CN113459611A - 一种动力电池保温隔热防火衣及制备方式 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种动力电池保温隔热防火衣及制备方式，涉及新能源汽车动力电池保温隔热防火的技术领域，其包括由内到外设置的：内保护层，所述内保护层为由高硅氧玻璃纤维织物和硅酸铝纤维织物纺织而成；中隔热层，所述中隔热层为由高硅氧纤维玻璃复合材料毡以及硅酸铝纤维复合材料毡复合而成；外保护层，所述外保护层为玻璃纤维织物，玻璃纤维织物经过耐磨耐腐蚀处理；所述内保护层、中隔热层和外保护层制作成与电池包相适配的形状，所述内保护层、中隔热层和外保护层三层结构连接后，安装在电芯和电池壳之间。本申请具有保护电池的防火使用安全，有效对电池进行保温，提高电动汽车的安全性，对电池进行保护。

Description

一种动力电池保温隔热防火衣及制备方式
技术领域
本申请涉及新能源汽车动力电池保温隔热防火的技术领域，尤其是涉及一种动力电池保温隔热防火衣及制备方式。
背景技术
电动汽车(BEV)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好, 电动汽车是未来汽车行业的发展趋势。电动汽车的工作原理：蓄电池-电流-电力调节器-电动机-动力传动系统-驱动汽车行驶。
目前，电动汽车技术正在逐渐趋于成熟。对于电动汽车而言，电池包是电动汽车安全性最重要的一环，电动汽车发生的自燃事故中，问题基本都出现在电池包中，导致整车受损严重或者直接报废。
因此，需要对电动汽车的电池包进行有效防护，有效避免电池包的问题影响到整车，或者整车发生状况后，导致电池包进一步加剧整车的受损。
发明内容
为了提高电动汽车的安全性，对电池进行保护，本申请提供一种动力电池保温隔热防火衣及制备方式。
第一方面，本申请提供一种动力电池保温隔热防火衣，采用如下的技术方案：
一种动力电池保温隔热防火衣，包括由内到外设置的：
内保护层，所述内保护层为由涂敷耐高温防火的无机涂层的高硅氧玻璃纤维织物和硅酸铝纤维织物纺织而成；
中隔热层，所述中隔热层为由纳米颗粒复合的高硅氧纤维玻璃复合材料毡以及硅酸铝纤维复合材料毡复合而成；
外保护层，所述外保护层为涂敷耐高温防火的无机涂层的玻璃纤维织物，玻璃纤维织物经过耐磨耐腐蚀处理；
所述内保护层、中隔热层和外保护层制作成与电池包相适配的形状，所述内保护层、中隔热层和外保护层三层结构连接后，安装在电芯和电池壳之间。
通过采用上述技术方案，由内保护层、中隔热层和外保护层形成的三层结构，使用温度最高可达2000℃，长期使用温度1500℃，具有优异的防火保温隔热效果，导热系数低，外表面温度根据产品的厚度，最低降温到60℃，能有效的防止热失控时火焰击穿铝制或者复合材料制的电池壳体，保护乘客安全；在极端恶劣的环境下，保证电池的性能，从而减少电池的衰减，保证了电池的续航里程；使用时，整体的体积较小、重量较轻，且易于拆卸，便于更换，保证电池的防火使用安全。
优选的，所述外保护层中玻璃纤维织物为高硅氧玻璃纤维织物和硅酸铝纤维织物。
通过采用上述技术方案，进一步确保防火衣的保温隔热性能，对电池进行保护。
优选的，所述防火无机涂层为包含SiO2和Al2O3的无机材料。
通过采用上述技术方案，防火无机涂层在高温条件下膨胀，膨胀比率0-300%，膨胀后隔绝空气，使得电池与空气隔绝，对电池进行保护，同时能起到隔绝电池辐射和耐高温的作用。
优选的，所述外保护层外侧背胶处理。
通过采用上述技术方案，便于将防火衣安装到电池壳体内部。
第二方面，本申请提供一种动力电池保温隔热防火衣的制备方式，采用如下的技术方案：
一种动力电池保温隔热防火衣的制备方式，包括以下步骤，
制作内保护层：耐1500℃高温的高硅氧玻璃纤维纺织成高硅氧玻璃纤维织物，耐1500℃高温的硅酸铝纤维纺织成硅酸铝纤维织物，高硅氧玻璃纤维织物和硅酸铝纤维织物纺织成内保护层；
制作中隔热层：耐1500℃高温的纳米颗粒复合的高硅氧纤维玻璃复合材料形成毛毡，耐1500℃高温的纳米颗粒复合的硅酸铝纤维复合材料形成毛毡，高硅氧纤维玻璃复合材料毡以及硅酸铝纤维复合材料毡复合成中隔热层；
制作外保护层：玻璃纤维经过耐磨耐腐蚀处理后，玻璃纤维纺织成玻璃纤维织物，形成外保护层；
涂敷防火层：将内保护层表面和外保护层表面涂敷耐高温防火无机涂层；
裁切：根据不同尺寸要求，对内保护层、中隔热层和外保护层进行裁切；
粗成品：对内保护层、中隔热层和外保护层进行连接，形成粗成品；
完成品：粗成品进行缝制加工，粗成品上开设电线穿孔，形成完成品。
通过采用上述技术方案，三层结构，使用温度最高可达2000℃，长期使用温度1500℃，具有优异的防火保温隔热效果，导热系数低，外表面温度根据产品的厚度，最低降温到60℃，能有效的防止热失控时火焰击穿铝制或者复合材料制的电池壳体，保护乘客安全；在极端恶劣的环境下，保证电池的性能，从而减少电池的衰减，保证了电池的续航里程；使用时，整体的体积较小、重量较轻，且易于拆卸，便于更换，保证电池的防火使用安全。
优选的，防火无机涂层为一种富含SiO2和Al2O3的无机材料。
通过采用上述技术方案，防火无机涂层在高温条件下膨胀，膨胀比率0-300%，膨胀后隔绝空气，使得电池与空气隔绝，对电池进行保护，同时能起到隔绝电池辐射和耐高温的作用。
优选的，外保护层的玻璃纤维织物为高硅氧玻璃纤维织物和硅酸铝纤维织物。
通过采用上述技术方案，进一步确保防火衣的保温隔热性能。
优选的，形成完成品后，在外保护层外表面背胶处理。
通过采用上述技术方案，便于将防火衣安装到电池壳体内部。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过三层结构，使用温度最高可达2000℃，长期使用温度1500℃，具有优异的防火保温隔热效果，导热系数低，外表面温度根据产品的厚度，最低降温到60℃，能有效的防止热失控时火焰击穿铝制或者复合材料制的电池壳体，保护乘客安全；在极端恶劣的环境下，保证电池的性能，从而减少电池的衰减，保证了电池的续航里程；使用时，整体的体积较小、重量较轻，且易于拆卸，便于更换，保证电池的防火使用安全；
2.防火无机涂层膨胀后隔绝空气，使得电池与空气隔绝，对电池进行保护，同时能够起到隔绝辐射的作用。
附图说明
图1是实施例1的剖面示意图；
图2是实施例1的结构示意图；
图3是实施例2的流程框图。
附图标记说明：1、内保护层；2、中隔热层；3、外保护层。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种动力电池保温隔热防火衣。
如图1和图2所示，动力电池保温隔热防火衣，包括由内到外设置的内保护层1、中隔热层2和外保护层3，内保护层1、中隔热层2和外保护层3所形成的整体结构对电池进行包裹，位于电池与电池壳之间，对电池进行防护。
具体的，内保护层1为由高硅氧玻璃纤维织物和硅酸铝纤维织物纺织而成，内保护层1的高硅氧玻璃纤维织物可耐1500℃高温，硅酸铝纤维织物可耐1500℃高温。
高硅氧玻璃纤维经过合适的原料拉丝成型、纺织加工、酸沥加工而成。高硅氧玻璃纤维中氧化硅含量96–98%，主要应用于1000度超高温防火隔热，单纤维直径大于5微米，不含任何石棉或陶瓷棉，对身体健康完全无害。
硅酸铝纤维是一种新型、轻质、节能的耐火材料。硅酸铝纤维采用熔融法加工形成。硅酸铝纤维是将高岭土、氧化铝、硅石按Al2O3/SiO2（质量比）1∶1混合，放入电弧炉或电阻式电炉中于2000℃以上高温熔融，将熔体以细流流入炉外，并用高速气流吹到熔融体上形成纤维化。并按产品二氧化硅和氧化铝含量进行二次加工制得产品。
中隔热层2为由纳米颗粒复合的高硅氧纤维玻璃复合材料毡以及硅酸铝纤维复合材料毡复合而成；其中，高硅氧玻璃纤维复合材料毛毡可耐1500℃高温，硅酸铝纤维复合材料毡可耐1500℃高温，使得中隔热层的导热系数比静止空气还低，能有效的对电池保温，从而减少电池的衰减，保证了电池的续航里程。
外保护层3为玻璃纤维织物，玻璃纤维织物经过耐磨耐腐蚀处理，玻璃纤维织物可选为高硅氧玻璃纤维织物和硅酸铝纤维织物复合而成。
另外，为了进一步提高防火衣的防火性能，内保护层1、外保护层3的表面涂敷有耐高温防火无机涂层，防火无机涂层是一种富含SiO2和Al2O3的无机材料，在高温条件下膨胀，膨胀比率0%-300%，膨胀后隔绝空气，使得电池与空气隔绝，对电池进行保护，同时能起到隔绝电池辐射和耐高温的作用。在本实施例中，防火无机涂层的膨胀比率选用为150%。
如图2所示，内保护层1、中隔热层2和外保护层3制作成与电池包相适配的箱体形状，箱盖的一端与箱体一体设置，箱盖的边缘可贴合在箱体的侧面，电池包安装在箱体内部，箱体结构对电池包进行隔离保护，箱体结构位于电池包与电池壳之间。
另外，为了使得防火衣能够稳定位于电池壳体内部，在所述外保护层3外表面进行背胶处理，则防火衣稳定粘连在电池壳体的内部。
本申请一种动力电池保温隔热防火衣的实施原理是：
由内保护层1、中隔热层2和外保护层3形成的三层结构，使用温度最高可达2000℃，长期使用温度1500℃，具有优异的防火保温隔热效果，导热系数低，外表面温度根据产品的厚度，最低降温到60℃，能有效的防止热失控时火焰击穿铝制或者复合材料制的电池壳体，保护乘客安全；在极端恶劣的环境下，保证电池的性能，从而减少电池的衰减，保证了电池的续航里程；使用时，整体的体积较小、重量较轻，且易于拆卸，便于更换，保证电池的防火使用安全。
本申请还公开了一种动力电池保温隔热防火衣的制备方式。
如图3所示，动力电池保温隔热防火衣的制备方式，包括以下步骤，
制作内保护层1：通过纺织机将纱线织成织物，耐1500℃高温的高硅氧玻璃纤维纱线纺织成高硅氧玻璃纤维织物，耐1500℃高温的硅酸铝纤维纺织成硅酸铝纤维织物，高硅氧玻璃纤维织物以及硅酸铝纤维织物进一步纺织成内保护层1。
制作中隔热层2：通过耐1500℃高温的纳米颗粒复合的高硅氧纤维玻璃复合材料形成毛毡，耐1500℃高温的纳米颗粒复合的硅酸铝纤维复合材料形成毛毡，高硅氧纤维玻璃复合材料毡以及硅酸铝纤维复合材料毡复合成中隔热层2。
制作外保护层3：玻璃纤维经耐磨耐腐蚀处理后，通过纺织机将玻璃纤维纺织成玻璃纤维织物，形成外保护层3；其中，玻璃纤维织物可选为高硅氧玻璃纤维织物和硅酸铝纤维织物。
涂敷防火层：将内保护层1表面和外保护层3表面涂敷耐高温防火无机涂层。防火无机涂层是一种富含SiO2和Al2O3的无机材料，在高温下膨胀，膨胀比率0%-300%，膨胀后隔绝空气，使得电池与空气隔绝，对电池进行保护，同时能隔绝电池辐射和耐高温。
裁切：根据不同尺寸要求，对内保护层1、中隔热层2和外保护层3进行裁切。
粗成品：依次铺设内保护层1、中隔热层2和外保护层3，使得内保护层1、中隔热层2和外保护层3相对应，并对内保护层1、中隔热层2和外保护层3进行连接，一般可采用缝制连接或者粘结，形成片状的粗成品。
完成品：标记粗成品箱盖上的电线穿孔位置，通过机器在粗成品上开设电线穿孔，对片状的粗成品进行缝制加工，形成箱体结构，形成完成品。
背胶：完成品生成后，在外保护层外表面背胶处理，以便于防火衣安装到电池壳体内。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种动力电池保温隔热防火衣，其特征在于，包括由内到外设置的：
内保护层(1)，所述内保护层(1)为由涂敷有耐高温的防火无机涂层的高硅氧玻璃纤维织物和硅酸铝纤维织物纺织而成；
中隔热层(2)，所述中隔热层(2)为由纳米颗粒复合的高硅氧纤维玻璃复合材料毡以及硅酸铝纤维复合材料毡复合而成；
外保护层(3)，所述外保护层(3)为涂敷有耐高温的防火无机涂层的玻璃纤维织物，玻璃纤维织物经过耐磨耐腐蚀处理；
所述内保护层(1)、中隔热层(2)和外保护层(3)制作成与电池包相适配的箱式形状，所述内保护层(1)、中隔热层(2)和外保护层(3)三层结构连接后，安装在电芯和电池壳之间。
2.根据权利要求1所述的一种动力电池保温隔热防火衣，其特征在于，所述外保护层(3)中玻璃纤维织物为高硅氧玻璃纤维织物和硅酸铝纤维织物。
3.根据权利要求1所述的一种动力电池保温隔热防火衣，其特征在于，所述防火无机涂层为包含SiO2和Al2O3的无机材料。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种动力电池保温隔热防火衣，其特征在于，所述外保护层(3)外表面背胶处理。
5.一种动力电池保温隔热防火衣的制备方式，其特征在于，包括以下步骤，
制作内保护层(1)：将耐1500℃高温的高硅氧玻璃纤维纺织成高硅氧玻璃纤维织物，将耐1500℃高温的硅酸铝纤维纺织成硅酸铝纤维织物，将高硅氧玻璃纤维织物和硅酸铝纤维织物纺织成内保护层(1)；
制作中隔热层(2)：将耐1500℃高温的纳米颗粒复合的高硅氧纤维玻璃复合材料形成毛毡，将耐1500℃高温的纳米颗粒复合的硅酸铝纤维复合材料形成毛毡，将高硅氧纤维玻璃复合材料毡以及硅酸铝纤维复合材料毡复合成中隔热层2；
制作外保护层(3)：玻璃纤维经过耐磨耐腐蚀处理后，玻璃纤维纺织成玻璃纤维织物，形成外保护层(3)；
涂敷防火层：将内保护层(1)表面和外保护层(3)表面涂敷耐高温防火无机涂层；
裁切：根据不同尺寸要求，对内保护层(1)、中隔热层(2)和外保护层(3)进行裁切；
粗成品：对内保护层(1)、中隔热层2和外保护层(3)进行连接，形成粗成品；
完成品：粗成品进行缝制加工，粗成品上开设电线穿孔，形成完成品。
6.根据权利要求5所述的一种动力电池保温隔热防火衣的制备方式，其特征在于，所述防火无机涂层为包含SiO2和Al2O3的无机材料。
7.根据权利要求5所述的一种动力电池保温隔热防火衣的制备方式，其特征在于，外保护层(3)的玻璃纤维织物为高硅氧玻璃纤维织物和硅酸铝纤维织物。
8.根据权利要求5-7任一所述的一种动力电池保温隔热防火衣的制备方式，其特征在于，形成完成品后，在外保护层(3)外表面背胶处理。
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