CN218039473U - 结构件和电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种结构件和电池包，所述结构件包括主体部、绝缘层及防火层，所述绝缘层注塑于所述主体部的表面，所述防火层注塑于所述绝缘层背向所述主体部的一侧。本实用新型旨在提供一种防火耐高温的结构件，该结构件应用于电池包内，有效避免电池包发生热失控、烧毁或起火等问题，提高安全性。

Description

结构件和电池包

技术领域

本实用新型涉及电池包技术领域，特别涉及一种结构件和应用该结构件的电池包。

背景技术

当今社会，随着人们生活水平的不断提高，对新能源汽车的需要也越来越多，新能源汽车作为最主要的代步工具，具有轻便、快捷的优点。目前新能源汽车频繁发生着火、自燃等安全类相关事故，而新能源汽车的自燃绝大多数均由动力电池热失控引起。动力电池的热失控通常由其中一个电芯失控传递至其他相邻电芯，直至传递至电池整包发生热失控。

结构件是动力电池结构中不可缺少的，结构件主要起到结构支撑、绝缘、防触碰等功能。相关技术中，结构件通常在其表面喷涂或印刷一层树脂材料，即使有火焰烧蚀结构件时，结构件表面的树脂材料本身不会起火。但是电芯发生热失控时，火焰温度比较高，致使结构件表面的树脂材料会瞬间被熔化，导致结构件导体表面的绝缘层脱落，从而导致多个电芯、模组发生连锁热失控，最终电池包烧毁，车辆起火，严重威胁乘客人身财产安全。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种结构件和电池包，旨在提供一种防火耐高温的结构件，该结构件应用于电池包内，有效避免电池包发生热失控、烧毁或起火等问题，提高安全性。

为实现上述目的，本实用新型提出一种结构件，所述结构件包括：

主体部；

绝缘层，所述绝缘层注塑于所述主体部的表面；及

防火层，所述防火层注塑于所述绝缘层背向所述主体部的一侧。

在一实施例中，所述防火层采用二次注塑方式注塑于所述绝缘层。

在一实施例中，所述防火层的材质为防火硅胶；

且/或，所述绝缘层的材质为PA6、PA66、PPS、PBT、PCM、SMT中的一种。

在一实施例中，所述防火层注塑于所述绝缘层背向所述主体部的一侧，并形成凸起结构。

在一实施例中，所述防火层注塑于所述绝缘层背向所述主体部的一侧，并形成平面结构。

在一实施例中，所述防火层包裹于所述绝缘层的背向所述主体部的一侧，并形成有容纳所述绝缘层的容腔。

在一实施例中，所述绝缘层的厚度范围为1mm～1.5mm；

且/或，所述防火层的厚度范围为1mm～1.5mm。

在一实施例中，所述绝缘层注塑于所述主体部的表面，以在所述绝缘层内形成固定腔，所述主体部穿设于所述固定腔内。

在一实施例中，所述结构件为铜排、卡扣、保险丝盒、高压配电盒中的一种。

本实用新型还提出一种电池包，所述电池包包括上述所述的结构件。

本实用新型技术方案的结构件通过在主体部表面注塑一层绝缘层，有效提高结构件的绝缘性能，并提高绝缘层在主体部表面的附着力，提升结构件的整体结构性；同时，通过在绝缘层背向主体部的一侧注塑防火层，一方面利用防火层起到防火、阻燃、耐高温，另一方面利用防火层保护绝缘层和主体部，起到隔绝作用，避免绝缘层在高温下融化，影响主体部，进一步提高防火层与绝缘层之间的附着力，提升结构件的结构性能。该结构件应用于电池包内，有效避免电池包发生热失控，导致烧毁或起火等问题，提高安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例中结构件的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例中结构件的分解示意图；

图3为本实用新型一实施例中结构件的剖面示意图；

图4为本实用新型另一实施例中结构件的结构示意图；

图5为本实用新型又一实施例中结构件的结构示意图；

图6为本实用新型再一实施例中结构件的结构示意图；

图7为本实用新型一实施例中电池包的部分结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	结构件	32	平面结构
1	主体部	33	容腔
				2	绝缘层	400	电池模组
21	固定腔	500	壳体
				3	防火层	600	电池包
31	凸起结构

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

同时，全文中出现的“和/或”或“且/或”的含义为，包括三个方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

当今社会，随着人们生活水平的不断提高，对新能源汽车的需要也越来越多，新能源汽车作为最主要的代步工具，具有轻便、快捷的优点。目前新能源汽车频繁发生着火、自燃等安全类相关事故，而新能源汽车的自燃绝大多数均由动力电池热失控引起。动力电池的热失控通常由其中一个电芯失控传递至其他相邻电芯，直至传递至电池整包发生热失控，如何防止单个电芯的热失控扩散至电池整包是整个新能源行业的痛点与难点。

当前动力电池中防火等级最弱的为塑料材质制品，结构件大致有以下分布：模组输出级防护盖、高压铜排表面绝缘层、高压配电盒(BDU)壳体及电池包上盖等。结构件是动力电池结构中不可缺少的，结构件主要起到结构支撑、绝缘、防触碰等功能。相关技术中，结构件通常在其表面喷涂或印刷一层树脂材料，例如PA66，PPS，PBT，PCM，SMT等树脂材料。即使有火焰烧蚀结构件时，结构件表面的树脂材料本身不会起火，但该树脂材料的熔点过低，基本处于200～300℃之间。而电芯发生热失控时，火焰温度比较高，一般火焰温度会超过700℃，即使明火不会直接作用到结构件上，仅热失控产生后的空气温度也能达到500～600℃，因此在这种温度作用下，结构件表面的树脂材料会瞬间被熔化，导致结构件导体表面的树脂材料绝缘层脱落，从而导致多个电芯、模组发生连锁热失控，最终电池包烧毁，车辆起火，严重威胁乘客人身财产安全。

基于上述构思和问题，本实用新型提出一种结构件100。可以理解的，结构件100应用于电池包600中，结构件100可以是应用于电池包600的模组输出级防护盖、高压铜排、高压配电盒(BDU)壳体及电池包上盖等，在此不做限定。

请结合参照图1至图6所示，在本实用新型实施例中，该结构件100包括主体部1、绝缘层2及防火层3，其中，绝缘层2注塑于主体部1的表面，防火层3注塑于绝缘层2背向主体部1的一侧。

在本实施例中，主体部1是构成结构件100的主要部分，主体部1可以是金属材料制成的金属件，例如铜排。主体部1可先加工形成铜排金属件结构，然后在主体部1的表面注塑形成绝缘层2，再在绝缘层2上注塑形成防火层3。

当然，主体部1也可以是塑料材质制成的塑料件。可以理解的，可先在模具中注塑形成主体部1结构，然后在主体部1的表面注塑形成绝缘层2，再在绝缘层2上注塑形成防火层3。可选地，主体部1与绝缘层2也可采用一体注塑成型，例如高压配电盒(BDU)壳体等，在此不做限定。

在本实施例中，通过采用注塑成型的方式将绝缘层2注塑于主体部1的表面，从而提高绝缘层2与主体部1的附着力，以提高绝缘层2与主体部1的连接强度，避免绝缘层2发生变形或损坏。可以理解的，通过进一步采用注塑成型的方式将防火层3注塑于绝缘层2背向主体部1的一侧，从而利用防火层3保护绝缘层2和主体部1，且防火层3起到防火、隔离和隔热效果。

可选地，防火层3采用二次注塑方式注塑于绝缘层2。可以理解的，通过二次注塑工艺将防火耐温强度高的防火层3注塑附着于绝缘层2的表面，防火层3的防火等级提高至1000℃以上，如此在电芯热失控时火焰作用在其表面时，不会将防火层3烧穿，因此可以通过防火层3对内部绝缘层2和主体部1起到保护、隔绝作用，即使单个电芯热失控，也不会因此导致进一步热蔓延，大大提高了动力电池安全性，给乘客提供更安全、舒适的车辆环境。

本实用新型的结构件100通过在主体部1表面注塑一层绝缘层2，有效提高结构件100的绝缘性能，并提高绝缘层2在主体部1表面的附着力，提升结构件100的整体结构性；同时，通过在绝缘层2背向主体部1的一侧注塑防火层3，一方面利用防火层3起到防火、阻燃、耐高温，另一方面利用防火层3保护绝缘层2和主体部1，起到隔绝作用，避免绝缘层2在高温下融化，影响主体部1，进一步提高防火层3与绝缘层2之间的附着力，提升结构件100的结构性能。该结构件应用于电池包600内，有效避免电池包600发生热失控，导致烧毁或起火等问题，提高安全性。

在本实施例中，绝缘层2可采用传统绝缘材料通过注塑方式形成于主体部1的表面。可选地，绝缘层2的材质为尼龙6(PA6)、尼龙66(PA66)、聚苯基硫醚(PPS)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、PCM、SMT中的一种。可以理解的，传统绝缘材料形成的绝缘层2绝缘性好、强度高，且具有较好的附着性、阻燃性以及结构性好等特点，但是耐高温性能较差。

通过在绝缘层2上注塑形成防火层3，防火层3具有防火、阻燃、耐温强度高等特性，从而有效起到保护绝缘层2，并起到隔离和隔热效果，避免绝缘层2发生融化或损坏。可选地，防火层3的材质为防火硅胶。当然，防火层3也可采用改性PP材料，改性PP材料基材为聚丙烯(PP)，通过配方及工艺可以将防火等级提高至1000℃以上，使得防火层3的绝缘性适中、强度低，在此不做限定。

为了确保绝缘层2的绝缘性能和结构强度，在本实施例中，绝缘层2的厚度范围为1mm～1.5mm。可选地，绝缘层2的厚度为1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm等，在此不做限定。可以理解的，绝缘层2的厚度为垂直于主体部1表面方向上的厚度。

为了提高对绝缘层2的保护，起到防火、隔热和隔离效果，在本实施例中，防火层3的厚度范围为1mm～1.5mm。可选地，防火层3的厚度为1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm等，在此不做限定。

在一实施例中，如图4所示，防火层3注塑于绝缘层2背向主体部1的一侧，并形成凸起结构31。可以理解的，通过将防火层3设置呈凸起结构31，如此在结构件100应用于电池包600中时，线路等支撑于凸起结构31上，避免与绝缘层2直接接触，从而起到隔离和保护绝缘层2的作用。

在另一实施例中，如图5和图6所示，防火层3注塑于绝缘层2背向主体部1的一侧，并形成平面结构32。可以理解的，通过将防火层3注塑形成平面结构32，如此在结构件100应用于电池包600中时，线路等电气元件通过防火层3隔离，避免与绝缘层2直接接触，从而起到隔离和保护绝缘层2的作用。

在一实施例中，如图1至图3所示，防火层3包裹于绝缘层2背向主体部1的一侧，并形成有容纳绝缘层2的容腔33。在本实施例中，防火层3通过注塑方式成型于绝缘层2的外壁时，完全包裹于绝缘层2的外壁，此时防火层3内部形成有容纳绝缘层2的容腔33。

可以理解的，防火层3的容腔33可以两端开口的通腔结构，也可以是具有一定弧度的通槽或凹槽结构，具体根据实际要求设置，在此不做限定。

在一实施例中，如图1至图3所示，绝缘层2注塑于主体部1的表面，以在绝缘层2内形成固定腔21，主体部1穿设于固定腔21内。可以理解的，主体部1的两端位于绝缘层2外，绝缘层2包裹于主体部1的部分表面，且绝缘层2内形成有供主体部1穿过的固定腔21。绝缘层2的固定腔21可以两端开口的通腔结构，也可以是具有一定弧度的通槽或凹槽结构，具体根据实际要求设置，在此不做限定。

在一实施例中，结构件100为铜排、卡扣、保险丝盒、高压配电盒中的一种。可以理解的，结构件100的主体部1结构可以是铜排结构、卡扣结构、保险丝盒结构、高压配电盒结构中的一种，绝缘层2注塑于铜排结构或卡扣结构或保险丝盒结构或高压配电盒结构的表面，防火层3二次注塑于绝缘层2上，从而形成铜排或卡扣或保险丝盒或高压配电盒等，在此不做限定。

如图7所示，本实用新型还提出一种电池包600，该电池包600包括上述的结构件100。该结构件100的具体结构参照前述实施例，由于本电池包600采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

在本实施例中，如图7所示，电池包600包括壳体500和电池模组400，壳体500内设置有安装腔，安装腔内形成有用于支撑和固定电池模组400的支撑台或支撑托盘结构，如此在电池模组400安装于安装腔内，并支撑于支撑台或支撑托盘结构上，并通过紧固件进行安装固定。

可以理解的，电池模组400包括多个电芯，为了固定或连接电池模组400的多个电芯，多个电芯可通过结构件100实现连接导通或固定。当单个电芯发生热失控时，附着于绝缘层2表面的防火层3不会被烧穿，从而避免了绝缘层2被融化，如此避免了模组输出级通过电芯喷出的金属碎屑直接与箱体导通，从而避免导致更多电芯短路，从而引发更大规模的热失控。

在本实施例中，结构件100可以是应用于电池包600内的铜排、卡扣、保险丝盒、高压配电盒中的任意一种，在此不做限定。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种结构件，其特征在于，所述结构件包括：

主体部；

绝缘层，所述绝缘层注塑于所述主体部的表面；及

防火层，所述防火层注塑于所述绝缘层背向所述主体部的一侧。

2.根据权利要求1所述的结构件，其特征在于，所述防火层采用二次注塑方式注塑于所述绝缘层。

3.根据权利要求1所述的结构件，其特征在于，所述防火层的材质为防火硅胶；

且/或，所述绝缘层的材质为PA6、PA66、PPS、PBT、PCM、SMT中的一种。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的结构件，其特征在于，所述防火层注塑于所述绝缘层背向所述主体部的一侧，并形成凸起结构。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的结构件，其特征在于，所述防火层注塑于所述绝缘层背向所述主体部的一侧，并形成平面结构。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的结构件，其特征在于，所述防火层包裹于所述绝缘层背向所述主体部的一侧，并形成有容纳所述绝缘层的容腔。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的结构件，其特征在于，所述绝缘层的厚度范围为1mm～1.5mm；

且/或，所述防火层的厚度范围为1mm～1.5mm。

8.根据权利要求1所述的结构件，其特征在于，所述绝缘层注塑于所述主体部的表面，以在所述绝缘层内形成固定腔，所述主体部穿设于所述固定腔内。

9.根据权利要求1所述的结构件，其特征在于，所述结构件为铜排、卡扣、保险丝盒、高压配电盒中的一种。

10.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括如权利要求1至9中任一项所述的结构件。

Images