CN117199672A

CN117199672A - 一种电池包复合防护结构及车辆

Info

Publication number: CN117199672A
Application number: CN202210612545.2A
Authority: CN
Inventors: 谭志佳; 万龙; 彭青波; 谌维嘉; 鲍岩
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2022-05-31
Filing date: 2022-05-31
Publication date: 2023-12-08
Anticipated expiration: 2042-05-31
Also published as: CN117199672B

Abstract

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上纤维增强树脂层、金属板、纤维增强树脂框和下纤维增强树脂层；所述电池包和所述电池防护底板之间形成有缓冲区，所述纤维增强树脂框、所述金属板和所述缓冲区满足以下条件：。同时，本发明还公开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对电池防护底板的自由形变量进行控制，使其与所述缓冲区的高度h相适配，以得到更好的防护效果，同时避免所述电池防护底板受冲击破裂或所述下纤维增强树脂层受冲击粉化的问题。

Description

一种电池包复合防护结构及车辆

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

随着电动汽车的迅速发展，人们对电动汽车的安全要求也越来越高，电动汽车以动力电池包作为动力来源，在电动汽车中，电池包一般位于车辆的底盘下部，通过螺栓与底盘连接，电池包的下表面裸露在外，导致车辆日常行驶过程中电池包底部容易磕碰导致箱体破裂防护失效、行驶过程中底部石子飞溅对电池包产生磨损，缩短了电池包的使用寿命，现有方式是通过在电池包底部设置防护板的形式对电池进行防护，然而，现有的电池包防护结构的防护作用有限，在受到冲击时，底部的防护板变形量较大，进而使得部分冲击转移至电池包的底部托盘上，从而对电池造成冲击作用，且防护板易受冲击开裂和出现面层粉化，导致水汽渗透，引起电池包底部腐蚀。

发明内容

针对现有电池包底部防护结构受冲击变形量大、易受冲击开裂和面层粉化的问题，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上纤维增强树脂层、金属板、纤维增强树脂框和下纤维增强树脂层，所述金属板和所述纤维增强树脂框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，所述纤维增强树脂框是由多个边框板首尾连接形成的框体结构，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，所述纤维增强树脂框、所述金属板和所述缓冲区满足以下条件：

其中，W为边框板的宽度，单位为mm；

L为金属板的长度，单位为mm；

ρ₂为金属板的密度，单位为g/cm³；

d₂为金属板的厚度，单位为mm；

d₀为上纤维增强树脂层、纤维增强树脂框和下纤维增强树脂层的总厚度，单位为mm；

σ₀为纤维增强树脂框的拉伸强度，单位为MPa；

ε₀为纤维增强树脂框的断裂延伸率；

h为缓冲区的高度，单位为mm。

可选的，所述纤维增强树脂框、所述金属板和所述缓冲区满足以下条件：

可选的，所述边框板的宽度W为30～200mm。

可选的，所述金属板的长度L为1200～2200mm。

可选的，所述金属板的密度ρ₂为2.7～8.5g/cm³。

可选的，所述金属板的厚度d₂为0.7～1.5mm。

可选的，所述上纤维增强树脂层、纤维增强树脂框和下纤维增强树脂层的总厚度d₀为1.6～4.0mm。

可选的，所述纤维增强树脂框的拉伸强度σ₀为240～380MPa。

可选的，所述纤维增强树脂框的断裂延伸率ε₀为2.5％～8％。

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，所述电池包的底部边框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。

另一方面，本发明还提供了一种车辆，其特征在于，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防护底板，通过上纤维增强树脂层和下纤维增强树脂层复合在金属板的正反两个表面，一方面，上纤维增强树脂层和下纤维增强树脂层能够提高金属板的防腐性能，同时，下纤维增强树脂层能抵抗石子等对电池防护底板底部的冲击，避免冲击部位的腐蚀问题；另一方面，上纤维增强树脂层和下纤维增强树脂层与金属板复合后有效地提高了金属板的刚度和强度，具有更高的抗冲击能力。在金属板的外周设置有纤维增强树脂框作为上纤维增强树脂层和下纤维增强树脂层的边框位置连接过渡件，能够有效抵消金属板厚度对于上纤维增强树脂层和下纤维增强树脂层边框连接的影响，保证电池防护底板的边框位置强度，进而有利于将电池防护底板的边框位置作为其在电池包上的安装结构，提高其抗冲击能力。

进一步的，所述电池防护底板的自由形变量与其受到冲击时的形变问题以及对于电池包的防护效果相关，所述电池防护底板的自由形变量需要控制在合适的范围内，当电池防护底板的自由形变量过大，则电池防护底板本身对于冲击能量的抵抗力较小，在受到较低能量冲击时会向所述缓冲区凹陷，使得有效缓冲空间降低，难以较好的分散冲击应力；当所述电池防护底板的自由形变量过小时，所述电池防护底板容易在受到外部冲击的条件下产生过大的剪切作用力，导致电池防护底板受冲击位置破裂。通过所述边框板的宽度W、所述金属板的长度L、所述金属板的密度ρ₂、所述金属板的厚度d₂、所述上纤维增强树脂层、纤维增强树脂框和下纤维增强树脂层的总厚度d₀、所述纤维增强树脂框的拉伸强度σ₀、所述纤维增强树脂框的断裂延伸率ε₀和所述缓冲区的高度h的关系限制，能够对于电池防护底板的强度、安装稳定性进行调整，进而对电池防护底板的自由形变量进行控制，使其与所述缓冲区的高度h相适配，以得到更好的防护效果，同时避免所述电池防护底板受冲击破裂或所述下纤维增强树脂层受冲击粉化的问题，保证防腐蚀效果。

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是本发明提供的金属板和纤维增强树脂框的配合示意图；

图5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；

图7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；131、边框板；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、图4和图5所示，本发明一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包括上纤维增强树脂层11、金属板12、纤维增强树脂框13和下纤维增强树脂层14，所述金属板12和所述纤维增强树脂框13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，所述纤维增强树脂框13是由多个边框板131首尾连接形成的框体结构，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；所述电池防护底板1设置于所述电池包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，所述纤维增强树脂框13、所述金属板12和所述缓冲区4满足以下条件：

其中，W为边框板131的宽度，单位为mm；

L为金属板12的长度，单位为mm；

ρ₂为金属板12的密度，单位为g/cm³；

d₂为金属板12的厚度，单位为mm；

σ₀为纤维增强树脂框13的拉伸强度，单位为MPa；

ε₀为纤维增强树脂框13的断裂延伸率；

h为缓冲区4的高度，单位为mm。

所述电池防护底板1的自由形变量与其受到冲击时的形变问题以及对于电池包3的防护效果相关，所述电池防护底板1的自由形变量需要控制在合适的范围内，当电池防护底板1的自由形变量过大，则电池防护底板1本身对于冲击能量的抵抗力较小，在受到较低能量冲击时会向所述缓冲区4凹陷，使得有效缓冲空间降低，难以较好的分散冲击应力；当所述电池防护底板1的自由形变量过小时，所述电池防护底板1容易在受到外部冲击的条件下产生过大的剪切作用力，导致电池防护底板1受冲击位置破裂。通过所述边框板131的宽度W、所述金属板12的长度L、所述金属板12的密度ρ₂、所述金属板12的厚度d₂、所述上纤维增强树脂层、纤维增强树脂框和下纤维增强树脂层的总厚度d₀、所述纤维增强树脂框13的拉伸强度σ₀、所述纤维增强树脂框13的断裂延伸率ε₀和所述缓冲区4的高度h的关系限制，能够对于电池防护底板1的强度、安装稳定性进行调整，进而对电池防护底板1的自由形变量进行控制，使其与所述缓冲区4的高度h相适配，以得到更好的防护效果，同时避免所述电池防护底板受冲击破裂或所述下纤维增强树脂层受冲击粉化的问题，保证防腐蚀效果。

在本发明的描述中，“缓冲区4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11之间。

如图5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11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的边框位置连接与所述托盘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7所示，在一实施例中，所述电池防护底板1的边框位置连接与所述托盘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，所述纤维增强树脂框13、所述金属板12和所述缓冲区4满足以下条件：

将所述边框板131的宽度W、所述金属板12的长度L、所述金属板12的密度ρ₂、所述金属板12的厚度d₂、所述上纤维增强树脂层、纤维增强树脂框和下纤维增强树脂层的总厚度d₀、所述纤维增强树脂框13的拉伸强度σ₀、所述纤维增强树脂框13的断裂延伸率ε₀和所述缓冲区4的高度h相关联，能够一定程度上综合金属板12、纤维增强树脂框13以及缓冲区4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复合防护结构。

在一些实施例中，所述边框板131的宽度W为30～200mm。

具体的，所述边框板131的宽度W可以为30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm、100mm、110mm、120mm、130mm、140mm、150mm、160mm、170mm、180mm、190mm或200mm。

当边框板131的宽度W处于上述范围中时，使得所述电池防护底板1具有合适的安装面积，有效对其中部的金属板12进行支撑和定位。

在一些实施例中，所述金属板12的长度L为1200～2200mm。

具体的，所述金属板12的长度L可以为1200mm、1400mm、1500mm、1600mm、1700mm、1800mm、1900mm、2000mm、2100mm或2200mm。

所述金属板12的长度L根据需要防护处理的电池包3的长度确定，使所述金属板12能够尽量覆盖所述电池包3的底部位置，达到较好的防护效果。

在一些实施例中，所述金属板12的密度ρ₂为2.7～8.5g/cm³。

具体的，所述金属板12的密度ρ₂可以为2.7g/cm³、3.6g/cm³、4.8g/cm³、5.0g/cm³、6.1g/cm³、7.2g/cm³、7.5g/cm³、7.6g/cm³、7.8g/cm³、8.0g/cm³、8.1g/cm³、8.2g/cm³、8.3g/cm³、8.4g/cm³或8.5g/cm³。

所述金属板12的密度ρ₂可通过所述金属板12的材料和具体型号选择进行调整，与所述金属板12的重量和力学强度相关，当所述金属板12的密度ρ₂处于上述范围中时，其具有较好的力学强度，同时利于车辆的轻量化控制。

在一些实施例中，所述金属板12的厚度d₂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d₂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，并缩小了车辆底部的离地距离。当所述金属板12的厚度d₂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，所述纤维增强树脂框13的厚度与所述金属板12的厚度差＜0.1mm。

所述纤维增强树脂框13与所述金属板12的厚度差小于0.1mm时，所述纤维增强树脂框13可以有效填补所述金属板12的外周空间，起到连接所述上纤维增强树脂层11和所述下纤维增强树脂层14的作用，避免上纤维增强树脂层11和所述下纤维增强树脂层14的边框位置出现高低落差，保证所述电池防护底板1的表面平整性。

在一些实施例中，所述纤维增强树脂框13与所述金属板12的厚度相等。

在一些实施例中，所述上纤维增强树脂层、纤维增强树脂框和下纤维增强树脂层的总厚度d₀为1.6～4.0mm。

具体的，所述上纤维增强树脂层、纤维增强树脂框和下纤维增强树脂层的总厚度d₀可以为1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.1mm、2.3mm、2.5mm、2.6mm、2.8mm、2.9mm、3.0mm、3.1mm、3.3mm、3.5mm、3.6mm、3.8mm、3.9mm或4.0mm。

所述上纤维增强树脂层、纤维增强树脂框和下纤维增强树脂层的总厚度d₀影响所述电池防护底板1在边框位置的力学强度，当上纤维增强树脂层、纤维增强树脂框和下纤维增强树脂层的总厚度d₀增大时，所述电池防护底板1在边框位置的力学强度也逐渐增大，但其材料成本相应增加，同时导致离地距离增大；当所述上纤维增强树脂层、纤维增强树脂框和下纤维增强树脂层的总厚度d₀处于上述范围中时，能够在保证尽量轻薄的基础上具有较好的支撑稳固效果。

在一些实施例中，所述纤维增强树脂框13的拉伸强度σ₀为240～380MPa。

具体的，所述纤维增强树脂框13的拉伸强度σ₀可以各自独立地选自240MPa、280MPa、290MPa、300MPa、310MPa、320MPa、330MPa、340MPa、350MPa、360MPa、370MPa或380MPa。

在一些实施例中，所述纤维增强树脂框13的断裂延伸率ε₀为2.5％～8％。

具体的，所述纤维增强树脂框13的断裂延伸率ε₀可以为2.5％、2.6％、2.8％、2.9％、3.0％、3.1％、3.2％、3.3％、3.4％、3.5％、3.6％、3.8％、3.9％、4％、4.3％、5.4％、6.5％、6.6％、7.8％、7.9％或8％。

所述纤维增强树脂框13的拉伸强度σ₀和断裂延伸率ε₀可通过GB/T1447-2005纤维增强塑料拉伸性能试验方法进行测试，I型试样适合纤维增强热塑性板材，按照国标规定的I型试样制作样品进行测试，所述限位增强树脂框作为所述电池防护底板1的安装位置以及所述金属板12的固定件，所述纤维增强树脂框13的拉伸强度σ₀的提高有利于提高所述纤维增强树脂框13的抗形变能力；当所述纤维增强树脂框13的拉伸强度σ₀处于上述范围内时，使得所述电池防护底板1的安装位置具有一定缓冲弹性，有利于控制所述电池防护底板1在受到冲击时的形变量，避免缓冲效果不足和电池防护底板1破裂或分层的问题。

在一些实施例中，所述缓冲区4的高度h为4～12mm。

具体的，所述缓冲区4的高度h可以为4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm或12mm。

所述缓冲区4的高度影响所述电池包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4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。

如图2所示，在一些实施例中，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，所述电池包的底部边框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1压缩形变冲击到电池包3内部电芯上，对电池包3进行进一步防护。

在一些实施例中，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提供了一种车辆，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，所述纤维增强树脂框是由多个边框板首尾连接形成的框体结构，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，且所述电池防护底板的边框通过铆钉安装于所述电池包的底部边框位置。

其中，所述边框板的宽度W为200mm、所述金属板的长度L为1800mm、所述金属板的密度ρ₂为7.9g/cm³、所述金属板的厚度d₂为0.8mm、所述上纤维增强树脂层、纤维增强树脂框和下纤维增强树脂层的总厚度d₀为2.6mm，所述纤维增强树脂框的拉伸强度σ₀为360MPa、所述纤维增强树脂框的断裂延伸率ε₀为5.0％和所述缓冲区的高度h为7mm。

实施例2～27

实施例2～27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2～27提供的金属板、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。

采用游标卡尺测量电池防护底板受冲击后发生粉化区域的直径，对单个冲击点重复测量三次，确定平均数值，选择粉化区域直径最大的冲击点，记录为电池防护底板的粉化区域的直径；一般地，粉化区域的直径要求是不大于10mm。

记录电池防护底板冲击后是否开裂。

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所述边框板的宽度W、所述金属板的长度L、所述金属板的密度ρ₂、所述金属板的厚度d₂、所述上纤维增强树脂层、纤维增强树脂框和下纤维增强树脂层的总厚度d₀、所述纤维增强树脂框的拉伸强度σ₀、所述纤维增强树脂框的断裂延伸率ε₀和所述缓冲区的高度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受到冲击后的形变量较小，粉化面积满足要求且较小、同时具有较好的防护缓冲性能。

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

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上纤维增强树脂层、金属板、纤维增强树脂框和下纤维增强树脂层，所述金属板和所述纤维增强树脂框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，所述纤维增强树脂框是由多个边框板首尾连接形成的框体结构，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，所述纤维增强树脂框、所述金属板和所述缓冲区满足以下条件：

其中，W为边框板的宽度，单位为mm；

L为金属板的长度，单位为mm；

ρ₂为金属板的密度，单位为g/cm³；

d₂为金属板的厚度，单位为mm；

σ₀为纤维增强树脂框的拉伸强度，单位为MPa；

ε₀为纤维增强树脂框的断裂延伸率；

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，所述纤维增强树脂框、所述金属板和所述缓冲区满足以下条件：

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，所述边框板的宽度W为30～200mm。

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，所述金属板的长度L为1200～2200mm。

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，所述金属板的密度ρ₂为2.7～8.5g/cm³。

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，所述金属板的厚度d₂为0.7～1.5mm。

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，所述上纤维增强树脂层、纤维增强树脂框和下纤维增强树脂层的总厚度d₀为1.6～4.0mm。

8.根据权利要求1所述的电池包复合防护结构，其特征在于，所述纤维增强树脂框的拉伸强度σ₀为240～380MPa。

9.根据权利要求1所述的电池包复合防护结构，其特征在于，所述纤维增强树脂框的断裂延伸率ε₀为2.5％～8％。

10.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。

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，所述电池包的底部边框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。

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。

13.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。

14.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。

15.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1～14任意一项所述的电池包复合防护结构。