CN204144345U - 一种用于电动汽车的动力电池箱体 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于电动汽车的动力电池箱体，包括箱体主体和防火隔热单元，其中：所述箱体主体的上盖与整车地板相连接，所述箱体主体的内壁设有动力电池模块；所述防火隔热单元包括防火单元和隔热单元，所述防火单元设于所述箱体主体的内部，所述隔热单元设于所述上盖与整车地板之间，所述防火单元由外向内依次包括绝缘层、保温层和防火层。通过在箱体主体内设置复合层的防火结构以及配合上盖外的隔热层。一方面将燃烧尽量控制在箱体内部，另一方面主动减缓了燃烧速度。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车的动力电池领域，具体涉及一种用于电动汽车的动力电池箱体。
背景技术
电动汽车在充电及行驶过程中出现意外事故时，可能会造成动力电池的挤压、短路、开裂、漏电、热冲击和燃烧等，最常见的就是动力电池的起火燃烧。引发动力电池起火燃烧的众多原因很多，电池热失控是公认的主要因素之一。
目前动力电池箱体的防火设计基本都仅依靠箱体上盖来达到防火隔热的目的，如在电池箱体上盖与车身地板之间粘附一层隔板从而起到隔热、隔音、防潮、绝缘和减震的作用，当电池起火时还能抑制火势的蔓延。但是电池燃烧时箱体内部的温度一般都在500℃以上，局部温度还可能达到上千摄氏度，仅靠箱体上盖的阻断能力往往难以有效阻止箱体内部火焰和热量向驾驶室扩散，箱体内部火焰还是有可能经由下箱体蔓延至车身，存在安全风险。此外，该隔板仅是一种被动的隔离方案，无法起到主动减缓燃烧速度。
因此，尽管人们对于抑制动力电池的热失控做了大量的研究，但从安全设计的角度考虑，如何在无法完全避免电池燃烧的前提下，尽量减缓燃烧的速度和阻断火势扩散的途径，在发生火灾的时候仍能保证车辆的安全，至少能为驾乘人员赢得逃生或获救的时间，仍是动力电池安全设计的核心要素之一。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种用于电动汽车的动力电池箱体，旨在有效减缓燃烧速度，防止动力电池起火后的蔓延。
本实用新型采用的技术方案具体为：一种用于电动汽车的动力电池箱体，包括箱体主体和防火隔热单元，其中：所述箱体主体的上盖与整车地板相连接，所述箱体主体的内壁设有动力电池模块；所述防火隔热单元包括防火单元和隔热单元，所述防火单元设于所述箱体主体的内部，所述隔热单元设于所述上盖与整车地板之间，所述防火单元由外向内依次包括绝缘层、保温层和防火层。
在上述用于电动汽车的动力电池箱体中，所述防火层的厚度为≤1mm。
在上述用于电动汽车的动力电池箱体中，所述防火层的厚度为0.2-0.8mm。
在上述用于电动汽车的动力电池箱体中，所述隔热层的厚度为≤10mm。
在上述用于电动汽车的动力电池箱体中，所述隔热层的厚度为3-6mm。
所述绝缘层为液体绝缘层或者固体绝缘层，所述液体绝缘层为矿物绝缘油或者合成绝缘油中的一种或者几种，所述固体绝缘层为树脂、橡胶、绝缘漆或者绝缘薄膜中的一种或者几种。
所述保温层为固体保温层，所述保温层的材质为发泡材质或橡塑材质中的一种或者几种。
所述防火层的材料为防火涂料。
所述隔热层的材料为绝热阻燃材料，所述绝热阻燃材料为二氧化硅气凝胶毡、陶瓷纤维毡或者硅酸盐纤维制品中的一种或者几种。
本实用新型产生的有益效果是：本实用新型的防火动力电池箱体在动力电池起火燃烧的极端情况下，尽可能地将火焰和热量控制在电池箱体内部，同时箱体内部的防火层还能起到主动延滞燃烧速度的作用。另外，为最大程度保障乘员的人身安全，在动力电池和整车地板之间还设置了隔热层，可起到乘员的二级安全保护作用。
附图说明
当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本实用新型。此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定，其中：
图1为本实用新型一种用于电动汽车的动力电池箱体的结构示意图。
图中：1、箱体主体 2、绝缘层 3、保温层 4、防火层 5、隔热层。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细的说明。
如图1所示的一种用于电动汽车的动力电池箱体，箱体主体1的上盖与动力汽车的整车地板相连接，箱体主体1内装有动力电池模块。箱体主体1的内壁由外而内依次设有绝缘层2、保温层3和防火层4，上盖和整车地板之间设有隔热层5。
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、阻滞火焰的迅速蔓延、可提高被涂材料耐火极限的一种特种涂料，其具有防火特性好、涂层薄和加工容易等优点，在建筑行业有很广泛的应用，但其作为电池箱内部的防火材料还鲜有报道。
防火涂料的防火原理是：
防火涂料本身具有难燃性或不燃性，使被保护基材不直接与空气接触，延迟物体着火和减少燃烧的速度；
防火涂料除本身具有难燃性或不燃性外，它还具有较低的导热系数，可以延迟火焰温度向被保护基材的传递；
防火涂料受热分解出不燃惰性气体，冲淡被保护物体受热分解出的可燃性气体，使之不易燃烧或使燃烧速度减慢；
含氮的防火涂料受热分解出NO、NH3等基团，与有机游离基化合，中断连锁反应，降低温度；
膨胀型防火涂料受热还会膨胀发泡，膨胀体积可达原有形成碳质泡沫隔热层封闭被保护的物体，延迟热量与基材的传递，阻止物体着火燃烧或因温度升高而造成的强度下降。
可以看出，防火涂料本身可以阻碍燃烧和温度的扩散，在电池箱体内部相对密封的环境下，还有利于防火涂料发挥其延滞燃烧速度的作用，因此防火涂料非常适合作为电池箱的箱体主体1内部的防火材料。防火涂料可以采用膨胀型或非膨胀型防火涂料，作为防火层4的防火涂料的厚度为≤1mm，优选为0.2-0.8mm。
由于箱体主体1的上盖与整车地板直接接触，在动力电池起火燃烧时，为进一步延缓热量由电池箱上盖向车体传递的速度，在动力电池上盖与车身地板之间设置隔热层5。隔热层5的厚度为≤10mm，优选为3-6mm；为了保证隔热的可靠性，隔热层5的导热系数需低于0.05W/(m·K)，优选导热系数低于0.02W/(m·K)的隔热材料。隔热层要能持续耐750℃的高温，耐1000℃的高温至少5min，耐1500℃的高温1min以上。另外，隔热层5还要具备一定的阻燃性。
绝缘层2为液体绝缘层或者固体绝缘层，液体绝缘层为矿物绝缘油或者合成绝缘油中的一种或者几种，固体绝缘层为树脂、橡胶、绝缘漆或者绝缘薄膜中的一种或者几种。
保温层3为固体保温层，固体保温层的材质为发泡材质或橡塑材质中的一种或者几种。
动力电池箱体结构设计采用铸铝材质的箱体主体下箱体和玻璃钢材质的箱体主体上盖，以环氧树脂作为绝缘层，以交联乙烯发泡材料作为保温层，以含氮膨胀型防火涂料作为防火层，涂料的厚度为0.5mm，以二氧化硅气凝胶毡作为隔热层，隔热毡厚度为3mm，导热系数为0.014W/(m·K)。将动力电池箱体布置于电动汽车地板下方，隔热层与地板紧密接触。在动力电池发生挤压、短路、过充或过温等情况下，箱体内部的电池单体起火燃烧，此时防火层涂料受热膨胀发泡，一方面涂层吸收大量的热，同时发生膨胀炭化，形成比原来膜厚度大几十倍甚至上百倍的不易燃的海绵状炭质层，可阻碍火焰和热量向外传递；另一方面，涂层分解释放出氨气、二氧化碳、卤化氢等惰性气体以及NO、NH3等阻燃基团，可延滞燃烧的速度。作为动力电池系统起火保护的第二道保护屏障，在电池猛烈持续燃烧等极端情况下，防火层的防火隔热能力不足，隔热层可在一定时间内(≥1min)隔断箱体上盖所传递的火焰或热量，以为乘员的逃生或救援提供宝贵的时间。
如上所述，对本实用新型的实施例进行了详细地说明，显然，只要实质上没有脱离本实用新型的发明点及效果、对本领域的技术人员来说是显而易见的变形，也均包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于电动汽车的动力电池箱体，其特征在于，包括箱体主体和防火隔热单元，其中：
所述箱体主体的上盖与整车地板相连接，所述箱体主体的内壁设有动力电池模块；
所述防火隔热单元包括防火单元和隔热单元，所述防火单元设于所述箱体主体的内部，所述隔热单元设于所述上盖与整车地板之间，所述防火单元由外向内依次包括绝缘层、保温层和防火层。
2.根据权利要求1所述的用于电动汽车的动力电池箱体，其特征在于，所述防火层的厚度为≤1mm。
3.根据权利要求1所述的用于电动汽车的动力电池箱体，其特征在于，所述防火层的厚度为0.2-0.8mm。
4.根据权利要求1所述的用于电动汽车的动力电池箱体，其特征在于，所述隔热层的厚度为≤10mm。
5.根据权利要求1所述的用于电动汽车的动力电池箱体，其特征在于，所述隔热层的厚度为3-6mm。
6.根据权利要求1所述的用于电动汽车的动力电池箱体，其特征在于，所述绝缘层为液体绝缘层或者固体绝缘层，所述液体绝缘层为矿物绝缘油或者合成绝缘油中的一种或者几种，所述固体绝缘层为树脂、 橡胶、绝缘漆或者绝缘薄膜中的一种或者几种。
7.根据权利要求1所述的用于电动汽车的动力电池箱体，其特征在于，所述保温层为固体保温层，所述保温层的材质为发泡材质或橡塑材质中的一种或者几种。
8.根据权利要求1所述的用于电动汽车的动力电池箱体，其特征在于，所述防火层的材料为防火涂料。
9.根据权利要求1所述的用于电动汽车的动力电池箱体，其特征在于，所述隔热层的材料为绝热阻燃材料，所述绝热阻燃材料为二氧化硅气凝胶毡、陶瓷纤维毡或者硅酸盐纤维制品中的一种或者几种。
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