CN216980780U - 电池包上盖、电池包及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及车辆技术领域，尤其涉及一种电池包上盖、电池包及车辆。本公开提供的电池包上盖包括箱体上盖，所述箱体上盖形成有容纳腔，所述容纳腔内设有防火组件；所述防火组件包括主体部和围挡，所述围挡围设在所述主体部的边缘。本公开提供的电池包包括本公开提供的电池包上盖。本公开提供的车辆包括本公开提供的电池包。本公开提供的电池包上盖、电池包及车辆中主体部可以起到隔热和抵抗火焰冲击的作用，围挡可以起到防火作用，另外围挡可以起到保护密封条的作用，减少密封条受到烧蚀后坍缩造成密封失效的可能性，减少了电池包内高温气流和火焰窜出电池包外，从而造成燃烧、爆炸等事故发生的可能性。

Description

电池包上盖、电池包及车辆

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，尤其涉及一种电池包上盖、电池包及车辆。

背景技术

电动车辆主要使用电池包提供的电压来作为动力能源。随着新能源车辆行业的发展，整个行业对电池包中的电池的安全要求越来越高，这是因为在电池包的使用过程中，若电池包中的电池受到短路、高温等因素的影响时，电池内部容易产生高温气流，高温气流和火焰窜出电池包外，从而会造成燃烧、爆炸等事故。

实用新型内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种电池包上盖、电池包及车辆。

本公开第一方面提供了一种电池包上盖，包括：箱体上盖，所述箱体上盖形成有容纳腔，所述容纳腔内设有防火组件；

所述防火组件包括主体部和围挡，所述围挡围设在所述主体部的边缘。

进一步的，所述箱体上盖的顶部形成有腔体结构，所述腔体结构具有与所述容纳腔连通的开口；

所述腔体结构内设有隔离罩，所述隔离罩与主体部连接。

进一步的，所述主体部设有缺口，所述缺口与所述开口对应；

所述主体部靠近所述缺口的位置与隔离罩连接，以使所述隔离罩收容于所述腔体结构。

进一步的，所述隔离罩包括靠近所述腔体结构顶部的顶壁，所述顶壁形成有朝向所述腔体结构顶部凸出的凸台。

进一步的，所述主体部靠近所述缺口的位置形成有第一搭接部，所述隔离罩的侧壁形成有第二搭接部，所述第一搭接部与所述第二搭接部连接。

进一步的，所述围挡包括多块防火布，所述防火布均与所述主体部连接，相邻的两块所述防火布之间搭接，多块所述防火布收尾相接形成环形。

进一步的，所述箱体上盖包括依次层叠设置的至少一层第一玻璃纤维布层、至少一层碳纤维布层和至少一层第二玻璃纤维布层。

进一步的，所述第一玻璃纤维布层包括多层玻璃纤维布，所述玻璃纤维布按[(0/90)(±45)(0/90)(±45)]顺序逐层铺设；

和/或，所述碳纤维布层包括多层碳纤维布，所述碳纤维布按[(0/90)(±45)(0/90)(±45)]顺序逐层铺设；

和/或，所述第二玻璃纤维布层包括多层玻璃纤维布，所述玻璃纤维布按[(0/90)(±45)(0/90)(±45)]顺序逐层铺设。

本公开第二方面提供了一种电池包，包括所述的电池包上盖。

本公开第三方面提供了一种车辆，包括所述的电池包。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开实施例提供的电池包上盖包括箱体上盖，箱体上盖形成有容纳腔，容纳腔内设有防火组件；防火组件包括主体部和围挡，围挡围设在主体部的边缘。主体部可以起到隔热和抵抗火焰冲击的作用，围挡围设在主体部的边缘，也能起到防火作用，另外围挡还可以起到保护密封条的作用，减少密封条受到烧蚀后坍缩造成密封失效的可能性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例所述电池包上盖的爆炸图；

图2为本公开实施例所述电池包上盖中箱体上盖外侧的结构示意图；

图3为本公开实施例所述电池包上盖中箱体上盖内侧的结构示意图；

图4为图3中a处的放大图；

图5为图3中b处的放大图；

图6为图3中c处的放大图；

图7为图3中d处的放大图；

图8为本公开实施例所述电池包上盖中防火组件的结构示意图；

图9为本公开实施例所述电池包上盖中防火组件的隔离罩的结构示意图；

图10为本公开实施例所述电池包上盖中防火组件的固定方式的结构示意图；

图11为本公开实施例所述电池包上盖中防火组件的结构示意图；

图12为本公开实施例所述电池包上盖中防火组件的围挡的结构示意图；

图13为图12中a处的放大图；

图14为图12中b处的放大图；

图15为图12中c处的放大图；

图16为图12中d处的放大图；

图17为本公开实施例所述电池包上盖中箱体上盖纤维布铺设结构示意图。

附图标记：1、箱体上盖；11、容纳腔；12、腔体结构；13、第一玻璃纤维布层；14、碳纤维布层；15、第二玻璃纤维布层；16、凸起结构；161、加强筋；21、主体部；211、缺口；212、第一搭接部；213、限位标记；22、围挡；221、防火布；222、包角；23、隔离罩；231、第二搭接部；232、顶壁；232a、凸台；4、螺栓；5、泡棉；6、双面胶。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

本公开实施例提供的使用电池包提供的电压来作为动力能源的装置可以为车辆、船舶、小型飞机等，只要是使用电池作为电源的装置均在本申请的保护范围内。

以车辆为例，本申请实施例中的车辆可为新能源汽车，新能源汽车可为纯电动汽车，也可为混合动力汽车或增程式汽车等。具体地，车辆可包括车辆主体、驱动电机、电池包、传动机构以及车轮。

本公开实施例提供的电池包中，通过螺栓4将箱体上盖1锁紧在下箱体上，下箱体会预先安装好密封条。车身底板与箱体上盖1之间有一块硬质的支撑泡棉5来支撑，支撑泡棉5在箱体上盖1鼓胀等极限工况下，起到一定的轴向压紧力。在上盖螺栓孔模压成型时预埋金属嵌套支撑件，当螺栓4锁紧时提供轴向的支撑力，避免箱体上盖1被螺栓4轴向力压溃。螺栓4选型上可以选择带有大垫片的六角法兰螺栓4，大垫片可以提供更大的接触面积和摩擦力，有助于扭矩的保持，避免使用过程中扭力异常衰减造成密封失效。

如图1所示，本公开实施例提供的电池包上盖包括箱体上盖1，箱体上盖1形成有容纳腔11，容纳腔11内设有防火组件，防火组件可以通过结构胶粘接在箱体上盖1的内表面。防火组件包括主体部21和围挡22，围挡22围设在主体部21的边缘，可选的，主体部21呈板状，围挡22粘贴在主体部21的外部形成防火组件。密封条设置在上、下盖连接的连接处，使连接处形成密封条的密封区域，防火组件将动力电池包内带电的电芯和高压区域与动力电池上盖和密封条区域隔离开。主体部21可以起到隔热和抵抗火焰冲击的作用，围挡围设在主体部的边缘，也能起到防火作用，另外围挡22可以起到保护密封界面的作用，减少密封条受到烧蚀后坍缩造成密封失效的可能性。减少了电池包内高温气流和火焰窜出电池包外，从而造成燃烧、爆炸等事故发生的可能性。

主体部21和围挡22各自为独立的部件，主体部21和围挡22可以选用不同的材料，可选的主体部21可以采用云母板，当热失控时，云母板起到隔热和抵抗火焰冲击的作用，围挡22可以采用玄武岩纤维布，玄武岩纤维布火焰围挡22可以起到防护密封条的作用，避免密封条受到烧蚀后坍缩造成的密封失效。

主体部21和围挡22根据材料的不同可以选取不同的成型工艺分别成型，不仅有利于缩短防火组件的整体成型时间、提高生产效率，还能够保证主体部21和围挡22各自的结构强度，从而在箱体上盖1与箱体固定连接时，减少围挡22在螺栓4的锁紧作用力下出现压溃、开裂等问题，由此提高了电池包的安全可靠性。

其中，云母板的成型工艺为模压和机加工，云母厚度可以在1mm以下，云母板可以直接从大平板裁切得到。

结合图1、图2、图3、图8、图9、图10和图11所示，箱体上盖1的顶部形成有腔体结构12，腔体结构12用于容纳电池包里面的电器、控制器等。腔体结构12具有与容纳腔11连通的开口；腔体结构12内设有隔离罩23，隔离罩23与主体部21连接。隔离罩23可以将电池包里的电器、控制器等与箱体上盖1隔开，减少了电池包内高温气流和火焰窜出电池包外，从而造成燃烧、爆炸等事故发生的可能性。

隔离罩23可以是云母罩，主体部21可以由云母板和云母罩两部分组成，主体部21分体式设计，云母板可以直接从大平板裁切得到。云母罩可以用吨位较小的热压模具成型得到，减小了模具的面积，降低了成本。

在一些具体的实施方式中，主体部21设有缺口211，缺口211与开口对应。主体部21靠近缺口211的位置与隔离罩23连接，以使隔离罩23收容于腔体结构12，可以将动力电池包内带电的电芯和高压区域与动力电池箱体上盖1和密封条区域隔离开，减少了电池包内高温气流和火焰窜出电池包外，从而造成燃烧、爆炸等事故发生的可能性。

在一些具体的实施方式中，隔离罩23包括靠近腔体结构12顶部的顶壁232，顶壁232形成有朝向腔体结构12顶部凸出的凸台232a，可以吸收公差，便于与箱体上盖1贴合。凸台232a的高度可以为2mm左右，便于吸收公差，便于与箱体上盖1贴合。

在一些具体的实施方式中，主体部21靠近缺口211的位置形成有第一搭接部212，隔离罩23的侧壁形成有第二搭接部231，第一搭接部212与第二搭接部231连接。可选的，第一搭接部212和第二搭接部231可以粘接，可选的，第一搭接部212和第二搭接部231可以通过双面胶6连接。

如图6所示，在隔离罩23和主体部21的顶部可以粘贴双面胶6，粘接双面胶6后将防火组件与箱体上盖1粘接，可以起到防护箱体上盖1的作用，当动力电池电芯热失控时，可以避免高温气流和火焰冲击密封界面导致火焰窜出电池包外。双面胶6可以采用丙烯酸基双面胶6，丙烯酸胶水可以抵抗严酷的环境条件，具有对粘接界面的适应性较强等优点。可选的，双面胶6带可以通过将丙烯酸胶水涂覆在无纺布或PET膜上制成。

结合图12、图13、图14、图15和图16所示，围挡22包括多块防火布221，防火布221均与主体部21连接，可选的，防火布221粘接在主体部21的外部。相邻的两块防火布221之间搭接，多块防火布221收尾相接形成环形。可选的，相邻的两块防火布221之间搭接后通过结构胶连接。

围挡22可以采用玄武岩纤维布，也可以采用其他防火材料制成，只要围挡22能形成环形围设在主体部21的边缘即可。

如图12所示，围挡22总成共有8小块组成，如图13、图14、图15和图16所示，拐角位置铺有加厚包角222，每小块防火布221之间都有搭接重叠，确保该围挡22安装后，可以与图8所示主体部21共同形成一个封闭的防护区。

防火布221可以采用玄武岩纤维材料，玄武岩纤维以天然玄武岩石料为原料，环境友好无污染，使用温度在-260～650℃。本实施例应用的玄武岩纤维布可以采用单丝直径9～11μm的玄武岩纤维细纱编制而成，具有耐高温、绝缘、强度高、韧性好等优点。通过使用这种柔性纤维布火焰围挡22，可以改善主体部21，也就是云母板翻边在模压成型和与电池包下箱体装配时易断裂、无法修复等问题。

玄武岩纤维布火焰材质的围挡22粘贴在云母板的主体部和云母材质的隔离罩的外部，可以将动力电池包内带电的电芯和高压区域与动力电池上盖和密封条区域隔离开，减少了电池包内高温气流和火焰窜出电池包外，从而造成燃烧、爆炸等事故发生的可能性。

如图2所示，箱体上盖1腔体结构12的外侧形成有凸起结构16，凸起结构16中部有加强筋161。箱体上盖1外侧中部有限位标记213，方便装配时粘贴支撑泡棉5。如图3所示，箱体上盖1内侧形貌基本与外侧一致，拐角等应力集中，模压易开裂位置有加厚圆角设计，也可以设置加强筋161，从而可以提高箱体上盖1的强度。

结合图3、图4、图5、图6和图7所示，拐角等应力集中均设有加强筋161，可以提高箱体上盖1的强度。箱体上盖1形成有腔体结构12的拐角位置均设有加强筋161，加强筋161设置的部位的形成方式可以是在预先成型铺设纤维预浸料时，在相应的区域增加铺层数和树脂基材料厚度，成型时整体模压。

箱体上盖1可以通过多层连续编织纤维布进行增强。本实施例使用的纤维编织布有两种，包括具有一定孔隙的玻璃纤维编织布和密排的碳纤维编织布。玻璃纤维布间隙有助于树脂的浸润，增强纤维预浸料层间的结合力。扁丝密排碳纤维编织布可以起到更好的不透气、不透火的隔离效果。在箱体上盖1模压前，需要先按照预设的网格大小和原丝线径进行编织布制作。再将热固性树脂基材喷覆在编织布上制成预浸料。按照复合材料制成的箱体上盖1预先的强度要求和厚度，进行多层预浸料叠层铺布，完成铺布后最终通过磨具热压得到相应产品。

如图17所示，箱体上盖1包括依次层叠设置的至少一层第一玻璃纤维布层13、至少一层碳纤维布层14和至少一层第二玻璃纤维布层15。玻璃纤维耐温在260℃左右，碳纤维在无氧气条件下，耐温可以超过2000℃，利用碳纤维在无氧条件下的高强度、高耐温的特点，将碳纤维铺设在玻璃纤维布中间位置。当动力电池发生热失控时，火焰最先冲击烧蚀的是最外侧玻璃纤维层，当电池包内氧气耗尽接近无氧状态下，即便玻璃纤维层被冲散、剥离的情况下，碳纤维层仍能在高温下保持较高的强度，进而起到复合材料上盖安全防火的作用。

在一些具体的实施方式中，第一玻璃纤维布层13包括多层玻璃纤维布，玻璃纤维布按[(0/90)(±45)(0/90)(±45)]顺序逐层铺设；和/或，碳纤维布层14包括多层碳纤维布，碳纤维布按[(0/90)(±45)(0/90)(±45)]顺序逐层铺设；和/或，第二玻璃纤维布层15包括多层玻璃纤维布，玻璃纤维布按[(0/90)(±45)(0/90)(±45)]顺序逐层铺设，增加模压后产品的强度和刚度，有助于每层纤维布预浸料之间树脂的结合。

需要说明的是，玻璃纤维布或碳纤维布按[(0/90)(±45)(0/90)(±45)]顺序逐层铺设表示每层的铺层方向分别是0度、90度、45度、-45度。

如图17所示，该设方案计共有4层厚度0.5mm以下的纤维布铺层，从上盖外侧到内侧依次为2层玻璃纤维布、1层碳纤维布和1层玻璃纤维布，每层纤维布铺布时，纤维的角度方向相差45°，如最外侧玻璃纤维布按0/90°铺层，第二层为-45°/45°，这种铺布工艺的优点是增加模压后产品的强度和刚度，有助于每层纤维布预浸料之间树脂的结合。

本实施例充分发挥云母、玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维多种常见的耐高温、高强度防火材料的特点，将它们在有限的空间内集成使用，可以有效解决动力电池热失控时见明火的问题。另外这些材料都有着密度小，成型工艺成熟的优点，改善了传统的复合材料箱体上盖不耐火烧，云母板韧性差、易碎难装配等问题。

本公开实施例提供的电池包包括本公开实施例提供的电池包上盖。本公开实施例提供的车辆包括本公开实施例提供的电池包。由于本公开实施例提供的电池包或车辆与本公开实施例提供的电池包上盖具有相同的优势，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电池包上盖，其特征在于，包括：箱体上盖，所述箱体上盖形成有容纳腔，所述容纳腔内设有防火组件；

所述防火组件包括主体部和围挡，所述围挡围设在所述主体部的边缘。

2.根据权利要求1所述的电池包上盖，其特征在于，所述箱体上盖的顶部形成有腔体结构，所述腔体结构具有与所述容纳腔连通的开口；

所述腔体结构内设有隔离罩，所述隔离罩与主体部连接。

3.根据权利要求2所述的电池包上盖，其特征在于，所述主体部设有缺口，所述缺口与所述开口对应；

所述主体部靠近所述缺口的位置与隔离罩连接，以使所述隔离罩收容于所述腔体结构。

4.根据权利要求2所述的电池包上盖，其特征在于，所述隔离罩包括靠近所述腔体结构顶部的顶壁，所述顶壁形成有朝向所述腔体结构顶部凸出的凸台。

5.根据权利要求2所述的电池包上盖，其特征在于，所述主体部靠近缺口的位置形成有第一搭接部，所述隔离罩的侧壁形成有第二搭接部，所述第一搭接部与所述第二搭接部连接。

6.根据权利要求1所述的电池包上盖，其特征在于，所述围挡包括多块防火布，所述防火布均与所述主体部连接，相邻的两块所述防火布之间搭接，多块所述防火布收尾相接形成环形。

7.根据权利要求1至6任一项所述的电池包上盖，其特征在于，所述箱体上盖包括依次层叠设置的至少一层第一玻璃纤维布层、至少一层碳纤维布层和至少一层第二玻璃纤维布层。

8.根据权利要求7所述的电池包上盖，其特征在于，所述第一玻璃纤维布层包括多层玻璃纤维布，所述玻璃纤维布按[(0/90)(±45)(0/90)(±45)]顺序逐层铺设；

和/或，所述碳纤维布层包括多层碳纤维布，所述碳纤维布按[(0/90)(±45)(0/90)(±45)]顺序逐层铺设；

和/或，所述第二玻璃纤维布层包括多层玻璃纤维布，所述玻璃纤维布按[(0/90)(±45)(0/90)(±45)]顺序逐层铺设。

9.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的电池包上盖。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的电池包。

Images