CN117199658A - 一种电池包复合防护结构及车辆 - Google Patents
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Abstract
为克服现有电池防护结构存在防护性能不足的问题，本发明提供了一种电池包复合防护结构，包括电池包和电池防护底板，所述电池防护底板包括金属板；所述电池防护底板设置于所述电池包的下方，所述电池包和所述电池防护底板之间形成有缓冲区，所述缓冲区和所述金属板满足以下条件：其中，d为金属板的厚度，单位为mm；σ为金属板的拉伸强度，单位为MPa；ε为金属板的断裂延伸率；h为缓冲区的高度，单位为mm。本发明还提供了包括上述电池包复合防护结构的车辆。本发明提供的电池包复合防护结构具有优良的整体抗冲击性能。
Description
技术领域
本发明属于车辆电池技术领域，具体涉及一种电池包复合防护结构及车辆。
背景技术
新能源电动车的电池包通常设置于车辆的底部，为了避免受到车辆底部石子、金属等硬物的冲击而导致电池包破损，需要对电池包的底部设置防护结构。
现有电池包防护结构仍然存在防护性能不足或制备成本高的问题，主要表现在，电池包防护结构不足，电池受冲击振动影响，在长期振动条件下导致使用寿命降低；防护板的振幅过大，导致防护板的开裂和面层破坏，对于防护板的强度等要求提升，常规钢板难以满足要求。
发明内容
针对现有电池防护结构存在防护性能不足的问题，本发明提供了一种电池包复合防护结构及车辆。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
一方面，本发明提供了一种电池包复合防护结构，包括电池包和电池防护底板，所述电池防护底板包括金属板；所述电池防护底板设置于电池包的下方，所述电池包和所述电池防护底板之间形成有缓冲区，所述缓冲区和所述金属板满足以下条件：
其中，d为金属板的厚度，单位为mm；
σ为金属板的拉伸强度，单位为MPa；
ε为金属板的断裂延伸率；
h为缓冲区的高度，单位为mm。
可选的，所述缓冲区和所述金属板满足以下条件：
可选的，所述金属板的厚度d为0.7～1.5mm。
可选的，所述金属板的拉伸强度σ为590～1180MPa。
可选的，所述金属板的断裂延伸率ε为5％～20％。
可选的，所述缓冲区的高度h为4～12mm。
可选的，所述电池防护底板还包括有上纤维增强树脂层、纤维增强树脂框和下纤维增强树脂层，所述金属板位于所述上纤维增强树脂层和所述下纤维增强树脂层之间，所述金属板位于所述纤维增强树脂框内部，所述纤维增强树脂框的顶面与所述上纤维增强树脂层一体连接，所述纤维增强树脂框的底面与所述下纤维增强树脂层一体连接。
可选的，所述上纤维增强树脂层、所述金属板和所述下纤维增强树脂层均为大致方形片状结构；
所述纤维增强树脂框为大致片状方形框体结构。
可选的，所述电池防护底板的边缘内侧间隔开设有多个第一安装孔，所述第一安装孔依次穿过所述上纤维增强树脂层、所述纤维增强树脂框和所述下纤维增强树脂层，所述电池包底部的边框位置对应多个所述第一安装孔的位置开设有多个第二安装孔，所述第一安装孔和所述第二安装孔之间穿设有连接件。
可选的，所述上纤维增强树脂层、所述纤维增强树脂框和所述下纤维增强树脂层各自独立地选自玻璃纤维增强聚酰胺树脂件、玻璃纤维增强聚丙烯树脂件、玻璃纤维增强聚乙烯树脂件、玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂件或玻璃纤维增强聚苯乙烯树脂件。
可选的，所述缓冲区中填充有缓冲层，所述缓冲层为蜂窝材料或硬质发泡材料。
可选的，所述金属板为钢板，所述钢板的外表面设置有镀锌层、镀锌铁合金层或电泳漆保护层。
另一方面，本发明提供了一种车辆，包括如上所述的电池包复合防护结构。
根据本发明提供的电池包复合防护结构，在电池包的下方设置有电池防护底板，同时在电池包和电池防护底板之间设置有缓冲区，发明人通过大量试验发现，为实现较好的缓冲和防护效果，所述电池防护底板中金属板的选材与所述缓冲区的高度之间存在较大的关联关系，具体的，当金属板的厚度d、金属板的拉伸强度σ、金属板的断裂延伸率ε和缓冲区的高度h满足关系式：时，能够有效抵抗外部冲击对于电池包的影响，同时，满足金属板充足形变吸能且不破裂的要求，提高电池包复合防护结构的整体抗冲击性能。
附图说明
图1是本发明提供的电池包复合防护结构的结构示意图；
图2为图1中A处放大示意图；
图3是本发明提供的电池防护底板的结构示意图；
图4是本发明一实施例提供的电池包复合防护结构的底部截面示意图；
图5是本发明另一实施例提供的电池包复合防护结构的底部截面示意图；
图6是本发明另一实施例提供的电池包复合防护结构的底部截面示意图。
说明书附图中的附图标记如下：
1、电池防护底板；11、上纤维增强树脂层；12、金属板；13、纤维增强树脂框；14、下纤维增强树脂层；15、第一安装孔；2、缓冲层；3、电池包；31、托盘；4、缓冲区。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
参见图1、图3和图4所示，本发明实施例提供了一种电池包复合防护结构，包括电池包3和电池防护底板1，所述电池防护底板1包括金属板12；所述电池防护底板1设置于电池包3的下方，所述电池包3和所述电池防护底板1之间形成有缓冲区4，所述缓冲区和所述金属板12满足以下条件：
其中，d为金属板12的厚度，单位为mm；
σ为金属板12的拉伸强度，单位为MPa；
ε为金属板12的断裂延伸率；
h为缓冲区的高度，单位为mm。
发明人通过大量试验发现，为实现较好的缓冲和防护效果，所述电池防护底板1中金属板12的选材与所述缓冲区的高度之间存在较大的关联关系，具体的，当金属板12的厚度d、金属板12的拉伸强度σ、金属板12的断裂延伸率ε和缓冲区的高度h满足关系式：时，能够有效抵抗外部冲击对于电池包3的影响，同时，满足金属板12充足形变吸能且不破裂的要求，提高电池包3复合防护结构的整体抗冲击性能。
在本发明的描述中，“缓冲区的高度”指的是所述电池防护底板1和所述电池包3底面之间最大的间隔距离。
在一些实施例中，所述电池包3包括托盘31和设置于所述托盘31上的电池。
在不同的实施例中，所述缓冲区4可以以不同方式设置于所述电池包3和所述电池防护底板1之间。
如图4所示，在一实施例中，所述托盘31的底面向内设置有凹槽以形成所述缓冲区4，所述电池防护底板1为平板状，所述电池防护底板1覆盖于所述缓冲区4上。
如图5所示，在一实施例中，所述电池防护底板1的边框位置连接于所述托盘31的底面，所述托盘31的底面向内设置有凹槽，所述电池防护底板1向背离所述托盘31的方向凸出，以在所述托盘31和所述电池防护底板1之间形成所述缓冲区4。
如图6所示，在一实施例中，所述电池防护底板1的边框位置连接于所述托盘31的底面，所述托盘31的底面为平面，所述电池防护底板1向背离所述托盘31的方向凸出，以在所述托盘31和所述电池防护底板1之间形成所述缓冲区4。
在一些实施例中，所述缓冲区和所述金属板12满足以下条件：
将金属板12的厚度d、金属板12的拉伸强度σ、金属板12的断裂延伸率ε和缓冲区的高度h相关联，能够一定程度上综合金属板12选材以及缓冲区设置对于电池包3防护性能的影响，以得到一种安全性能优异的电池包3复合防护结构。
在一些实施例中，所述金属板12的厚度d为0.7～1.5mm。
具体的，所述金属板12的厚度d可以为0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm或1.5mm。
所述金属板12的厚度d影响所述电池防护底板1的总体力学强度，当金属板12的拉伸强度和断裂延伸率一定时，随着金属板12的厚度提升，其防护强度也逐渐提高，但其材料成本也逐渐提高，与地面的距离缩小，提高冲击概率。当所述金属板12的厚度d处于上述范围中时，即能够保证所述电池防护底板1的总体力学强度，又能够有效控制成本，保证与地面的距离，也利于车辆轻量化控制。
在一些实施例中，所述金属板12的拉伸强度σ为590～1180MPa。
具体的，所述金属板12的拉伸强度σ可以为590MPa、600MPa、650MPa、700MPa、750MPa、800MPa、850MPa、900MPa、950MPa、1000MPa或1180MPa。
在一些实施例中，所述金属板12的断裂延伸率ε为5％～20％。
具体的，所述金属板12的断裂延伸率ε可以为5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％。
所述金属板12的拉伸强度σ和断裂延伸率ε可通过GB/T 228.1—2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方案进行测试，所述金属板12作为所述电池防护底板1中起主要防护作用的部件，面对较为复杂的冲击工况，其拉伸强度σ作为所述金属板12的强度指标，影响所述金属板12在其弹性形变范围内的抗变形能力，当拉伸强度σ越高时，所述金属板12能够抵抗越高的冲击而不发生不可逆形变；而断裂延伸率ε影响所述金属板12发生变形后的抵抗破裂的能力，当断裂延伸率ε越高时，所述金属板12能够抵抗更高的冲击而不发生开裂；但通常情况下，金属板12的拉伸强度σ越高，其断裂延伸率ε会下降，当拉伸强度σ和断裂延伸率ε处于上述范围中时，能够有效兼顾不同参数对于所述金属板12防护性能的影响，保证金属板12的抗冲击强度和防开裂性能。
在一些实施例中，所述缓冲区的高度h为4～12mm。
具体的，所述缓冲区的高度h可以为4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm或12mm。
所述缓冲区的高度h影响所述电池包3的减振性能，同时也影响所述金属板12的振幅范围，当所述缓冲区的高度h处于上述范围中时，一方面提高了对于电池的减振效果，另一方面也避免了所述金属板12的振幅过大导致的材料分层或铆钉脱离的问题。
实际应用过程中，对于保证电池包3抗冲击和抗开裂性能方面，以上四个参数是相互关联，密不可分的，例如，当金属板12的厚度d增大时，电池防护底板1的抗冲击性能提升，此时可对应降低金属板12的拉伸强度σ、金属板12的断裂延伸率ε和缓冲区的高度h的要求，但是相应的，电池防护底板的材料成本增大，也导致了车辆总体重量的提升，离地距离的缩小；当金属板12的拉伸强度σ增大时，其抗冲击形变能力增强，但金属板12的断裂延伸率ε对应下降导致发生形变后容易破裂，在选择不同的拉伸强度σ和断裂延伸率ε下对于最低厚度的要求也不同；金属板12的断裂延伸率ε的提高，则需要对应提高缓冲区的高度h以提供足够的缓冲空间；而当缓冲区的高度h增大时，其对于电池包3的缓冲防震效果提升，但是同时也增大了所述金属板12受到冲击时的振动幅度，提高了对于金属板12的拉伸强度σ的要求，同时也缩小了车辆底部的离地距离，因此，通过关系式综合各因素对于电池包3防护性能的影响，有利于达到更好的防护效果并降低材料成本和保证较大的车辆离地距离。
如图3所示，在一些实施例中，所述电池防护底板1还包括有上纤维增强树脂层11、纤维增强树脂框13和下纤维增强树脂层14，所述金属板12位于所述上纤维增强树脂层11和所述下纤维增强树脂层14之间，所述金属板12位于所述纤维增强树脂框13内部，所述纤维增强树脂框13的顶面与所述上纤维增强树脂层11一体连接，所述纤维增强树脂框13的底面与所述下纤维增强树脂层14一体连接。
通过上纤维增强树脂层11和下纤维增强树脂层14复合在金属板12的正反两个表面，一方面，上纤维增强树脂层11和下纤维增强树脂层14能够提高金属板12的防腐性能，同时，下纤维增强树脂层14能抵抗石子等对电池防护底板1底部的冲击，避免冲击部位的腐蚀问题；另一方面，上纤维增强树脂层11和下纤维增强树脂层14与金属板12复合后有效地提高了金属板12的刚度和强度，具有更高的抗冲击能力。
同时，在金属板12的外周设置有纤维增强树脂框13作为上纤维增强树脂层11和下纤维增强树脂层14的边框位置连接过渡件，能够有效抵消金属板12厚度对于上纤维增强树脂层11和下纤维增强树脂层14边框连接的影响，保证电池防护底板1的边框位置强度，进而有利于将电池防护底板1的边框位置作为其在电池包3上的安装结构，提高其抗冲击能力。
在一些实施例中，所述上纤维增强树脂层11、所述金属板12和所述下纤维增强树脂层14均为大致方形片状结构；所述纤维增强树脂框13为大致片状方形框体结构。需要说明的是，所述大致方形片状结构和所述片状大致方形框体结构指的是其总体形状呈方形，在一些细节的位置不影响其总体形状的情况下，可以发生改变，例如，在方形的角位置采用圆角设置，或是在方形的边缘设置有凸起或凹槽等，采用上述大致方形结构可以更好地匹配电池包的形状。
在一些实施例中，所述上纤维增强树脂层11和所述下纤维增强树脂层14的形状一致，以保证所述上纤维增强树脂层11和所述下纤维增强树脂层14的连接稳定性。
所述上纤维增强树脂层11和所述下纤维增强树脂层14的形状与电池包3的底部形状相适配，在其他实施例中，当所述电池包3采用其他形状时，所述上纤维增强树脂层11和所述下纤维增强树脂层14也可采用其他适配的形状，如三角形、五边形、六边形等。
如图2所示，所述电池防护底板1的边缘内侧间隔开设有多个第一安装孔15，所述第一安装孔15依次穿过所述上纤维增强树脂层11、所述纤维增强树脂框13和所述下纤维增强树脂层14。
所述电池包底部的边框位置对应多个所述第一安装孔15的位置开设有多个第二安装孔，所述第一安装孔15和所述第二安装孔之间穿设有连接件。
所述第一安装孔15和所述第二安装孔用于所述电池防护底板1在电池包3底部的安装紧固，通过将所述第一安装孔15设置于所述电池防护底板1的边缘内侧并依次穿过所述上纤维增强树脂层11、所述纤维增强树脂框13和所述下纤维增强树脂层14，可避免所述第一安装孔15穿过所述金属板12，避免金属板12在第一安装孔15处露出导致的腐蚀问题，同时，所述纤维增强树脂框13利于提高安装位置的整体厚度和抗拉伸剪切强度，具有足够的安装稳固性。
多个所述第一安装孔15环绕于所述金属板12的外周设置，以均匀分散所述金属板12受到的顶部重力和底部的冲击作用力。
具体的，在安装时，设置连接件穿过所述第一安装孔15和所述第二安装孔以将所述电池防护底板1固定于电池包3底部，所述连接件为铆钉、螺钉或螺栓。
在不同的实施例中，所述上纤维增强树脂层11、所述纤维增强树脂框13和所述下纤维增强树脂层14的树脂各自独立地选自热固性和/或热塑性材料。实例可以包括但不限于环氧树脂、酚醛塑料、酚类、氰酸酯类、酰亚胺类(例如，聚酰亚胺、双马来酰亚胺(BMI)、聚醚酰亚胺)、聚丙烯类、聚酯类、苯并噁嗪类、聚苯并咪唑类、聚苯并噻唑类、聚酰胺类、聚酰胺酰亚胺类、聚砜类、聚醚砜类、聚碳酸酯类、聚对苯二甲酸乙二醇酯类和聚醚酮类(例如，聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)等)及其组合。
在不同的实施例中，所述上纤维增强树脂层11、所述纤维增强树脂框13和所述下纤维增强树脂层14的纤维各自独立地选自玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、石墨纤维、硼纤维、芳族聚酰胺纤维及其混合。
所述上纤维增强树脂层11、所述纤维增强树脂框13和所述下纤维增强树脂层14的纤维可以以短切纤维、长切纤维、无纺布、单向增强纤维基材、编织布等形式嵌入于树脂中。
在一些实施例中，所述上纤维增强树脂层11、所述纤维增强树脂框13和所述下纤维增强树脂层14各自独立地选自玻璃纤维增强聚酰胺树脂件、玻璃纤维增强聚丙烯树脂件、玻璃纤维增强聚乙烯树脂件、玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂件或玻璃纤维增强聚苯乙烯树脂件。
在一些实施例中，所述缓冲区4中填充有缓冲层2，所述缓冲层2为蜂窝材料或硬质发泡材料。
蜂窝材料或硬质发泡材料能吸收电池防护板受到外部强冲击作用下的溃缩形变空间，缓冲吸收一部分外部强冲击的能量，阻止电池防护底板压缩形变冲击到电池包内部电芯上，对电池包进行进一步防护。
在一些实施例中，所述蜂窝材料选自PP蜂窝材料或铝蜂窝材料；所述硬质发泡材料选自PU硬质发泡材料，PET硬质发泡材料，PMI硬质发泡材料，PVC硬质发泡材料，PET硬质发泡材料，MPP硬质发泡材料，PLA硬质发泡材料，PI硬质发泡材料或EPTU发泡材料。
在一些实施例中，所述金属板12选自铁及其合金、铝及其合金、镁及其合金、铜及其合金、钛及其合金或镍及其合金。
在一些实施例中，所述金属板12为钢板，所述钢板的外表面设置有镀锌层、镀锌铁合金层或电泳漆保护层。
相对其他金属材料，采用钢板作为所述金属板12，具有较好的拉伸强度和延伸率，能够满足抗冲击的需求，利于提高对电池包3的保护作用。
在所述钢板的外表面设置镀锌层、镀锌铁合金层或电泳漆保护层，用于提高钢板的防腐性能，当所述上纤维增强树脂层11或所述下纤维增强树脂层14发生破损时，所述镀锌层或所述镀锌铁合金层与所述钢板形成的原电池效应使得所述镀锌层或所述镀锌铁合金层会优先于所述钢板发生腐蚀，进而对所述钢板起到保护作用，而所述电泳漆保护层具有较好的附着性，能够有效隔离钢板和外部环境。
本发明的另一实施例公开了一种车辆，包括如上所述的电池包复合防护结构。
以下通过实施例对本发明进行进一步的说明。
表1
实施例1
本实施例用于说明本发明公开的电池包复合防护结构，包括电池包、缓冲层和电池防护底板，所述电池防护底板包括金属板、上纤维增强树脂层、纤维增强树脂框和下纤维增强树脂层，所述金属板为镀锌钢板，所述金属板位于所述上纤维增强树脂层和所述下纤维增强树脂层之间，所述金属板位于所述纤维增强树脂框内部，所述纤维增强树脂框的顶面与所述上纤维增强树脂层一体连接，所述纤维增强树脂框的底面与所述下纤维增强树脂层一体连接；所述电池防护底板设置于电池包的下方，所述电池包和所述电池防护底板之间形成有缓冲区，所述缓冲区中填充有所述缓冲层，所述上纤维增强树脂层、所述纤维增强树脂框和所述下纤维增强树脂层重叠的位置间隔开设有多个第一安装孔，所述电池包底部的边框位置对应多个所述第一安装孔的位置开设有多个第二安装孔，所述第一安装孔和所述第二安装孔之间通过铆钉连接。
其中，金属板的厚度d为1.2mm、金属板的拉伸强度σ为780MPa、金属板的断裂延伸率ε为15％、缓冲区的高度h为12mm。
实施例2～25
实施例2～25用于说明本发明公开的电池包复合防护结构，包括实施例1中的大部分结构，其不同之处在于：
采用表1中实施例2～25提供的钢板和缓冲区高度。
对比例1～3
对比例1～3用于对比说明本发明公开的电池包复合防护结构，包括实施例1中的大部分结构，其不同之处在于：
采用表1中对比例1～3提供的钢板和缓冲区高度。
性能测试
对上述实施例和对比例提供的电池包复合防护结构进行如下性能测试：
采用球体作为冲击头对电池包复合防护结构的电池防护底板进行冲击，以模拟整车底部受到异物撞击的工况，球体的直径为25mm，重量为10kg，冲击能量为300J，冲击速度为8.5m/s，选取电池防护底板的中心点以及中心点外周的四个点作为冲击点，进行5次冲击。
测量电池包托盘在各个冲击点的凹陷变形量，选取凹陷变形量最大的冲击点，记录为电池包托盘的凹陷变形量。一般地，300J能量冲击的凹陷量要求是不高于3mm。
记录电池防护底板冲击后是否破损。
得到的测试结果填入表2。
表2
从表2的测试结果可以看出，电池包复合防护结构中金属板的厚度d、金属板的拉伸强度σ、金属板的断裂延伸率ε和缓冲区的高度h具有相互关联的作用，当其满足关系式时，得到的电池包复合防护结构在抗冲击性能上具有较大的提升。当超过此范围时，将导致性能无法满足或成本上有冗余增加。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种电池包复合防护结构，其特征在于，包括电池包和电池防护底板，所述电池防护底板包括金属板；所述电池防护底板设置于所述电池包的下方，所述电池包和所述电池防护底板之间形成有缓冲区，所述缓冲区和所述金属板满足以下条件：
其中，d为金属板的厚度，单位为mm；
σ为金属板的拉伸强度，单位为MPa；
ε为金属板的断裂延伸率；
h为缓冲区的高度，单位为mm。
2.根据权利要求1所述的电池包复合防护结构，其特征在于，所述缓冲区和所述金属板满足以下条件：
3.根据权利要求1所述的电池包复合防护结构，其特征在于，所述金属板的厚度d为0.7～1.5mm。
4.根据权利要求1所述的电池包复合防护结构，其特征在于，所述金属板的拉伸强度σ为590～1180MPa。
5.根据权利要求1所述的电池包复合防护结构，其特征在于，所述金属板的断裂延伸率ε为5％～20％。
6.根据权利要求1所述的电池包复合防护结构，其特征在于，所述缓冲区的高度h为4～12mm。
7.根据权利要求1所述的电池包复合防护结构，其特征在于，所述电池防护底板还包括有上纤维增强树脂层、纤维增强树脂框和下纤维增强树脂层，所述金属板位于所述上纤维增强树脂层和所述下纤维增强树脂层之间，所述金属板位于所述纤维增强树脂框内部，所述纤维增强树脂框的顶面与所述上纤维增强树脂层一体连接，所述纤维增强树脂框的底面与所述下纤维增强树脂层一体连接。
8.根据权利要求7所述的电池包复合防护结构，其特征在于，所述上纤维增强树脂层、所述金属板和所述下纤维增强树脂层均为大致方形片状结构；
所述纤维增强树脂框为片状大致方形框体结构。
9.根据权利要求7所述的电池包复合防护结构，其特征在于，所述电池防护底板的边缘内侧间隔开设有多个第一安装孔，所述第一安装孔依次穿过所述上纤维增强树脂层、所述纤维增强树脂框和所述下纤维增强树脂层，所述电池包底部的边框位置对应多个所述第一安装孔的位置开设有多个第二安装孔，所述第一安装孔和所述第二安装孔之间穿设有连接件。
10.根据权利要求7所述的电池包复合防护结构，其特征在于，所述上纤维增强树脂层、所述纤维增强树脂框和所述下纤维增强树脂层各自独立地选自玻璃纤维增强聚酰胺树脂件、玻璃纤维增强聚丙烯树脂件、玻璃纤维增强聚乙烯树脂件、玻璃纤维增强聚碳酸酯树脂件或玻璃纤维增强聚苯乙烯树脂件。
11.根据权利要求1所述的电池包复合防护结构，其特征在于，所述缓冲区中填充有缓冲层，所述缓冲层为蜂窝材料或硬质发泡材料。
12.根据权利要求1所述的电池包复合防护结构，其特征在于，所述金属板为钢板，所述钢板的外表面设置有镀锌层、镀锌铁合金层或电泳漆保护层。
13.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1～12任意一项所述的电池包复合防护结构。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006107873A (ja) * | 2004-10-04 | 2006-04-20 | Toyo Kohan Co Ltd | 電池の底板用鋼板、電池の底板用表面処理鋼板、それを用いた電池 |
| JP2018188707A (ja) * | 2017-05-09 | 2018-11-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 引張強度が１１８０ＭＰａ以上である耐遅れ破壊性に優れた鋼板 |
| CN113430466A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-24 | 江苏沙钢集团有限公司 | 一种用于新能源汽车电池包下底板的超高强度钢及其生产方法 |
| CN215451600U (zh) * | 2021-06-08 | 2022-01-07 | 比亚迪股份有限公司 | 电池包底护板及车辆 |
| CN216033015U (zh) * | 2021-09-15 | 2022-03-15 | 比亚迪股份有限公司 | 电池包防护板和具有其的车辆 |
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|---|---|---|---|---|
| JP6717321B2 (ja) * | 2015-11-25 | 2020-07-01 | 三菱ケミカル株式会社 | 積層パネル及びその成形品の製造方法 |
| DE102017214275B3 (de) * | 2017-08-16 | 2019-01-17 | Thyssenkrupp Ag | Unterfahrschutz für ein Batteriegehäuse |
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-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006107873A (ja) * | 2004-10-04 | 2006-04-20 | Toyo Kohan Co Ltd | 電池の底板用鋼板、電池の底板用表面処理鋼板、それを用いた電池 |
| JP2018188707A (ja) * | 2017-05-09 | 2018-11-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 引張強度が１１８０ＭＰａ以上である耐遅れ破壊性に優れた鋼板 |
| CN215451600U (zh) * | 2021-06-08 | 2022-01-07 | 比亚迪股份有限公司 | 电池包底护板及车辆 |
| CN113430466A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-24 | 江苏沙钢集团有限公司 | 一种用于新能源汽车电池包下底板的超高强度钢及其生产方法 |
| CN216033015U (zh) * | 2021-09-15 | 2022-03-15 | 比亚迪股份有限公司 | 电池包防护板和具有其的车辆 |
Also Published As
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