CN208646202U - 一种夹层结构复合材料电池箱体 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种夹层结构复合材料电池箱体，包括上盖、下箱体和两侧端板，所述上盖、下箱体和两侧端板均采用由内侧板、泡沫夹芯和外侧板制成的夹层结构复合材料制成，所述内侧板为具有绝缘性能的复合材料，所述外侧板为混杂结构复合材料，所述两侧端板分别位于电池箱端部内侧。本实用新型夹层结构复合材料电池箱体具有结构简单、重量轻、刚度好、抗冲击性能好以及保温性能好等优点。

Description

一种夹层结构复合材料电池箱体

技术领域

本实用新型涉及电池箱技术领域，具体为一种夹层结构复合材料电池箱体。

背景技术

随着节能环保的要求越来越高，近年来我国电动汽车取得了较快的发展。有别于传统燃油汽车，动力电池是电动汽车的重要组成部分。动力电池箱体作为动力电池的载体，对动力电池箱体的安全性能、力学性能以及轻量化也提出了越来越高的要求。

传统电池箱体采用金属板材冲压成型或SMC等材料模压成型。金属板材制备的电池箱体具有较好强度和刚度，但金属材料密度大，造成电池箱体自身重量大，难以满足轻量化要求，影响电动汽车行驶里程的提高，同时金属材料具有导电性且耐腐蚀性能较差的问题，需要对电池箱体内外表面分别进行绝缘和耐腐蚀涂层处理。SMC材料的密度小，可满足轻量化要求，且具备电绝缘性能和耐腐蚀性能，但SMC材料强度和模量等力学性能较低、抗冲击性能较差等问题，存在一定的安全隐患。

同时汽车的使用温度范围要求较广，在温度较高的夏季和温度较低的冬季均需保证汽车可正常行驶。而动力电池作为一种反应性的化学电池对温度具有一定的要求，温度过高或过低均会影响效率和寿命。因此动力电池除了利用BMS电池管理系统进行温度调节外，也要求电池箱体具有一定的保温效果以降低环境温度对动力电池内部温度的影响。传统的金属材料电池箱体导热系数较高，难以满足隔热保温性能的要求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种结构简单、重量轻、刚度好、抗冲击性能好以及保温性能好的夹层结构复合材料电池箱体。

本实用新型可以通过以下技术方案来实现：

一种夹层结构复合材料电池箱体，包括上盖、下箱体和两侧端板，所述上盖、下箱体和两侧端板均采用由内侧板、泡沫夹芯和外侧板构成的夹层结构复合材料制成，所述内侧板为具有绝缘性能的复合材料，所述外侧板为混杂结构复合材料，所述两侧端板分别位于电池箱端部内侧，所述端板为由夹层结构复合材料制成的部分镂空状端板，所述镂空为方形孔矩形状镂孔，有效降低电池箱体的整体重量。本实用新型夹层结构复合材料电池箱体主要由上盖、下箱体和位于下箱体内侧两端的两侧端板构成，其零部件构成少，结构简单；所述上盖、下箱体和两侧端板均采用由内侧板、泡沫夹芯和外侧板构成的夹层结构复合材料制成，有效降低了电池箱体的重量，电池箱体重量轻，使整个电池箱体实现了轻型化；所述内侧板为具有绝缘性能的复合材料，所述外侧板为混杂复合材料，加上中间泡沫夹芯的设置，一方面有效得供电池箱体的强度和刚度，以及电池箱体的抗冲击性能，有效提升了电池箱体的安全性能，另一方面降低了导热系数，提升了电池箱体的保温性能，使得动力电池具有更好的环境适应性。

进一步地，所述内侧板为玻璃纤维复合材料，用于满足电池箱体的绝缘性能要求。所述外侧板为碳纤维层和玻璃纤维层构成的层间混杂结构复合材料，所述碳纤维层和玻璃纤维层自内向外依次设置。碳纤维复合材料与玻璃纤维结合在一起用于确保电池箱体的强度和刚度，外部玻璃纤维的设置，可发挥玻璃纤维复合材料抗冲击性能的优势，提高电池箱体的抗冲击损伤性能。

进一步地，所述内侧板和外侧板为连续纤维增强树脂基复合材料。有效确保内侧板和外侧板的强度和刚度，可提高电池箱体的结构刚度和承载能力。

进一步地，所述内侧板和外侧板的厚度为1.0 mm～1.5mm。所述内侧板和外侧板1.0 mm～1.5mm范围厚度的设置，在满足电池箱体强度、刚度和抗冲击性能要求的前提下尽可能降低厚度，提高轻量化效果。具体地，所述内测板为玻璃纤维复合材料，可满足电池箱体的绝缘性能要求。外侧板为碳纤维和玻璃纤维层间混杂复合材料，与玻璃纤维相比，碳纤维具有更高的强度和刚度，贴近泡沫芯材采用碳纤维可外侧板的强度和刚度，玻璃纤维具有更好的抗冲击韧性，外表面采用玻璃纤维复合材料可提高电池箱体的抗冲击损伤性能。当厚度低于1.0 mm，电池箱体的刚度和强度不能够保证，在受到碰撞或撞击时，容易发生弯曲；当厚度大于1.5mm，电池箱体的强度和刚度得到了有效保证，但其增加了电池箱体的重量，同时增大了电池箱体的原料成本和制造成本。

进一步地，所述泡沫夹芯由聚氨酯、PVC泡沫或PMI泡沫材料的任一种材料制成。

进一步地，所述泡沫夹芯在厚度方向上设有泡沫增强纤维。进一步提高了泡沫芯材压缩强度，可提高电池箱体的结构刚度和承载能力。

进一步地，所述泡沫增强纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维中的任一种。

进一步地，所述上盖和下箱体通过配合面进行粘接密封，所述上盖和下箱体采用模压成型一体化结构，有效提高制品的整体性和成型效率。

进一步地，所述上盖和下箱体的配合面分别为相互配合的凹凸结构，有效提高上盖和下箱体连接的稳定性。

本实用新型夹层结构复合材料电池箱体，具有如下的有益效果：

第一、结构简单，本实用新型夹层结构复合材料电池箱体主要由上盖、下箱体和位于下箱体内侧两端的两侧端板构成，其零部件构成少，结构简单；

第二、重量轻，所述上盖、下箱体和两侧端板均采用由内侧板、泡沫夹芯和外侧板构成的夹层结构复合材料制成，有效降低了电池箱体的重量，电池箱体重量轻，使整个电池箱体实现了轻型化；

第三、安全性能好，所述内侧板为具有绝缘性能的复合材料，所述外侧板为混合复合材料，加上中间泡沫夹芯的设置，有效得供电池箱体的强度和刚度，以及电池箱体的抗冲击性能，有效提升了电池箱体的安全性能；

第四、保温性能好，所述内侧板为具有绝缘性能的复合材料，所述外侧板为混合复合材料，加上中间泡沫夹芯的设置，有效降低了导热系数，提升了电池箱体的保温性能，使得动力电池具有更好的环境适应性；

第五、承载能力好，通过采用纤维对泡沫芯材进行增强处理，可提高泡沫芯材的压缩强度，且有利于增强泡沫芯材和复合材料内外板的界面粘接强度，有利于电池箱体承载能力和安全性能的提高。

附图说明

附图1为本实用新型夹层结构复合材料电池箱体的分解示意图；

附图2为本实用新型夹层结构复合材料电池箱体的装配示意图；

附图3为本实用新型夹层结构复合材料电池箱体的夹层结构复合材料的层结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合实施例及附图对本实用新型产品作进一步详细的说明。

如图1至图3所示，一种夹层结构复合材料电池箱体，包括上盖10、下箱体20和两侧端板30，所述上盖10、下箱体20和两侧端板30均采用由内侧板60、泡沫夹芯70和外侧板80构成的夹层结构复合材料制成，所述内侧板60为具有绝缘性能的复合材料，所述外侧板80为混杂结构复合材料，所述两侧端板30分别位于电池箱端部内侧，具体地，所述端板30位于上盖10凸起部两侧边内侧，所述端板30为由夹层结构复合材料制成的部分镂空31状端板30，所述镂空31为方形孔矩形状镂空31，有效降低电池箱体的整体重量。本实用新型夹层结构复合材料电池箱体主要由上盖10、下箱体20和位于下箱体20内侧两端的两侧端板30构成，其零部件构成少，结构简单；所述上盖10、下箱体20和两侧端板30均采用由内侧板60、泡沫夹芯70和外侧板80构成的夹层结构复合材料制成，有效降低了电池箱体的重量，电池箱体重量轻，使整个电池箱体实现了轻型化；所述内侧板60为具有绝缘性能的复合材料，所述外侧板80为混杂复合材料，加上中间泡沫夹芯70的设置，一方面有效得供电池箱体的强度和刚度，以及电池箱体的抗冲击性能，有效提升了电池箱体的安全性能，另一方面降低了导热系数，提升了电池箱体的保温性能，使得动力电池具有更好的环境适应性。

如图1和图3所示，所述内侧板60为玻璃纤维复合材料，用于满足电池箱体的绝缘性能要求。所述外侧板80为碳纤维层81和玻璃纤维层82构成的层间混杂结构复合材料，所述碳纤维层81和玻璃纤维层82自内向外依次设置。碳纤维复合材料与玻璃纤维结合在一起用于确保电池箱体的强度和刚度，外部玻璃纤维的设置，可发挥玻璃纤维复合材料抗冲击性能的优势，提高电池箱体的抗冲击损伤性能。

所述内侧板60和外侧板80为连续纤维增强树脂基复合材料。有效确保内侧板60和外侧板80的强度和刚度，可提高电池箱体的结构刚度和承载能力。所述内侧板60和外侧板80的厚度为1.0 mm～1.5mm。所述内侧板60和外侧板801.0 mm～1.5mm范围厚度的设置，在满足电池箱体强度、刚度和抗冲击性能要求的前提下尽可能降低厚度，提高轻量化效果。当厚度低于1.0 mm，电池箱体的刚度和强度不能够保证，在受到碰撞或撞击时，容易发生弯曲；当厚度大于1.5mm，电池箱体的强度和刚度得到了有效保证，但其增加了电池箱体的重量，同时增大了电池箱体的原料成本和制造成本。

如图3所示，所述泡沫夹芯70由聚氨酯、PVC泡沫或PMI泡沫材料的任一种材料制成。所述泡沫夹芯70在厚度方向上设有泡沫增强纤维71。进一步提高了泡沫芯材压缩强度，可提高电池箱体的结构刚度和承载能力。所述泡沫增强纤维71为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维中的任一种。

如图1和图2所示，所述上盖10和下箱体20通过配合面进行粘接密封，所述上盖10和下箱体20采用模压成型一体化结构，有效提高制品的整体性和成型效率。所述上盖10和下箱体20的配合面分别为相互配合的凹凸结构，有效提高上盖10和下箱体20连接的稳定性。所述上盖的两端部分别设有折边部，所述折边部上设有正负极柱4和线孔5，用于正负极接线。

如图1至图3所示，本实用新型夹层结构复合材料电池箱体采用夹层结构复合材料制成，所述夹层结构复合材料中的所述内侧板60为玻璃纤维复合材料，可满足电池箱体的绝缘性能要求。外侧板80为碳纤维层81和玻璃纤维层82层间混杂复合材料，与玻璃纤维相比，碳纤维具有更高的强度和刚度，贴近泡沫芯材的一侧采用碳纤维，外侧采用玻璃纤维的外侧板的强度和刚度，玻璃纤维具有更好的抗冲击韧性，外表面采用玻璃纤维复合材料可提高电池箱体的抗冲击损伤性能。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本实用新型；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种夹层结构复合材料电池箱体，包括上盖、下箱体和两侧端板，其特征在于：所述上盖、下箱体和两侧端板均采用由内侧板、泡沫夹芯和外侧板制成的夹层结构复合材料制成，所述内侧板为具有绝缘性能的复合材料，所述外侧板为混杂结构复合材料，所述两侧端板分别位于电池箱端部内侧。

2.根据权利要求1所述的夹层结构复合材料电池箱体，其特征在于：所述内侧板为玻璃纤维复合材料。

3.根据权利要求2所述的夹层结构复合材料电池箱体，其特征在于：所述外侧板为碳纤维层和玻璃纤维层构成的层间混杂复合材料，所述碳纤维层和玻璃纤维层自内向外依次设置。

4.根据权利要求3所述的夹层结构复合材料电池箱体，其特征在于：所述内侧板和外侧板为连续纤维增强树脂基复合材料。

5.根据权利要求4所述的夹层结构复合材料电池箱体，其特征在于：所述内侧板和外侧板的厚度为1.0 mm～1.5mm。

6.根据权利要求5所述的夹层结构复合材料电池箱体，其特征在于：所述泡沫夹芯由聚氨酯、PVC泡沫或PMI泡沫材料的任一种材料制成。

7.根据权利要求6所述的夹层结构复合材料电池箱体，其特征在于：所述泡沫夹芯在厚度方向上设有泡沫增强纤维。

8.根据权利要求7所述的夹层结构复合材料电池箱体，其特征在于：所述泡沫增强纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维中的任一种。

9.根据权利要求1至8任一项权利要求所述的夹层结构复合材料电池箱体，其特征在于： 所述上盖和下箱体通过配合面进行粘接密封，所述上盖和下箱体采用模压成型一体化结构。

10.根据权利要求9所述的夹层结构复合材料电池箱体，其特征在于：所述上盖和下箱体的配合面分别为相互配合的凹凸结构。