CN219498065U - 电池包盖板、电池包和车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了电池包盖板、电池包和车辆，电池包盖板包括金属板，所述金属板具有两个沿厚度方向相对的主表面和环绕所述主表面的多个侧壁；复合材料板，所述复合材料板与所述金属板相接触，所述复合材料板覆盖两个所述主表面和多个所述侧壁中的至少之一。由此，通过将金属板与复合材料板相结合，电池包盖板具有绝缘耐压的功能，使其满足极端工况下的安全要求。

Description

电池包盖板、电池包和车辆

技术领域

本申请涉及汽车领域，具体地，涉及电池包盖板、电池包和车辆。

背景技术

在动力电池领域，各种封装结构的设计有效减少了动力电池的零部件数量，提高了电池的空间利用率。但是现有的封装结构仍存在体积较大、重量较重，不便于与车辆高度集成等问题。

因此，目前的电池包盖板、电池包和车辆仍有待改进。

实用新型内容

在本申请的一个方面，本申请提出了一种电池包盖板，包括金属板，所述金属板具有两个沿厚度方向相对的主表面和环绕所述主表面的多个侧壁，所述侧壁位于两个所述主表面之间；复合材料板，所述复合材料板与所述金属板相接触，所述复合材料板覆盖两个所述主表面和多个所述侧壁中的至少之一。由此，通过将金属板与复合材料板相结合，令电池包盖板具有绝缘和承压的功能，从而使得电池包盖板既可以作为电池包的封盖结构使用，又可以作为车身地板结构使用，实现了电池包盖板与车身地板的高度集成，节省了设置空间，降低了整车重量，满足极端工况下的安全要求。

在本申请的另一个方面，本申请提出了一种电池包，包括电池、托盘和前述的电池包盖板，所述电池包盖板和所述托盘连接形成容纳所述电池的容纳腔。由此，该电池包具有前述电池包盖板的全部特征及优点，在此不再赘述。

在本申请的又一个方面，本申请提出了一种车辆，包括车身地板，所述车身地板包括前述的电池包盖板。由此，该车辆具有前述电池包盖板的全部特征及优点，在此不再赘述。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1显示了根据本申请一个实施例的车身底盘组件的结构示意图；

图2显示了根据本申请一个实施例的电池包盖板的结构示意图；

图3显示了根据本申请一个实施例的电池包盖板的结构示意图；

图4显示了根据本申请一个实施例的电池包盖板的结构示意图；

图5显示了根据本申请一个实施例的电池包盖板的结构示意图；

图6显示了根据本申请一个实施例的复合材料板内部增强纤维结构示意图。

附图标记说明：

100：车身地板；110：金属板；111：子金属板；120：复合材料板；121：第一复合材料板；122：第二复合材料板；123：第三复合材料板；200：功能模块；300：托盘。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的一个方面，本申请提出了一种电池包盖板，包括：金属板，金属板具有两个沿厚度方向相对的主表面和环绕主表面的多个侧壁，侧壁位于两个主表面之间；复合材料板，复合材料板与金属板相接触，复合材料板覆盖两个主表面和多个侧壁中的至少之一。具体地，复合材料板120可以位于以下的至少之一处：参考图2-图5，复合材料板120可以覆盖或部分覆盖金属板110的一个主表面；参考图4，复合材料板120可以至少部分环绕金属板110的侧壁；通过对电池包盖板的功能拆解分析后，发明人发现，采用金属板和复合材料板共同形成电池包盖板，通过利用金属板的高强度特性，可以使得电池包盖板具有较优的承压性能，通过利用复合材料板的绝缘特性，可以使得电池包盖板具有较优的绝缘耐压性能。通过将金属板和复合材料板复合可以令电池包盖板兼具较优的绝缘耐压性能和承压性能，使得电池包盖板在作为电池包的封盖结构使用的同时，还可以作为车身地板结构使用，实现了电池包盖板与车身地板的高度集成，极大地节省了设置空间，降低了整车重量，可以满足极端工况下的安全要求。

根据本申请的一些实施例，金属板可以为镀锌钢板，通过在钢板表面设置镀锌层，由于锌在干燥空气中不易变化，在潮湿的环境中则会在钢板表面形成致密的碳酸锌保护膜，可以提高钢板的耐腐蚀性能，防止钢板表面遭受腐蚀，延长钢板的使用寿命，进一步地，镀锌钢板的镀锌层面密度可以为40-80g/m²，通过金属板的设置可以使得电池包盖板具有较好的承重支撑的作用。

根据本申请的一些实施例，金属板的厚度可以为0.6-2mm。当金属板的厚度为0.6-2mm时，金属板的强度较高，承重支撑效果较好，且占用空间较小，对于整车质量的影响较小。

根据本申请的一些实施例，金属板的拉伸强度应能满足承重支撑的要求，具体地，金属板的拉伸强度可以为500-1000MPa。当金属板的拉伸强度位于上述范围内时，可以有效提高电池包盖板的耐压承重性能。

根据本申请的一些实施例，复合材料板可以为树脂基复合材料板。复合材料板相对于金属板导热系数更低，具有更为优异的保温性能；复合材料板还具有绝缘特性，可以有效满足电池包盖板的高压安全需求。复合材料板由基体树脂和增强纤维组成，例如，复合材料板的基体树脂可以为环氧树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚砜树脂或酚醛树脂。根据本申请的另一些实施例，增强纤维可以为熔点不小于700℃的纤维材料，具体地，增强纤维可以为玻璃纤维或陶瓷纤维。参考图6，由于复合材料板内部的增强纤维呈织物铺叠状，且织物各向性能良好，因此复合材料板内部的增强纤维可以为包括但不限于图6中所示出的堆叠方式。以玻璃纤维为例，同纤维层中相邻玻璃纤维的走向可以互相垂直，从而可以有效提高复合材料板的支撑性能和拉伸强度。沿第一方向堆叠的相邻纤维层中的玻璃纤维走向之间的夹角不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况对于相邻纤维层之间的玻璃纤维走向夹角进行调整。

根据本申请的一些实施例，当复合材料板为独立层状结构时，复合材料板的厚度可以为0.6-2mm。当复合材料板与金属板同层设置时，其厚度应与金属板的厚度相匹配，以形成较为平整的表面。当复合材料板的厚度为0.6-2mm时，复合材料板的厚度适中，电池包盖板占用空间较小，可以在发生热失控，如发生火焰烧灼时，复合材料的基体树脂会随着温度升高逐渐碳化脱落，但是增强纤维耐高温性能较优，在基体树脂发生碳化脱落时，增强纤维的物理结构仍可以保持，极大地延缓热量传递，且增强纤维的物理结构还可以在电池包与金属板之间提供支撑，避免电池包与金属板之间因间隙过小发生拉弧，从而有效提高复合材料板的耐击穿电压性能。

根据本申请的一些实施例，只要在层叠设置金属板和复合材料板时，复合材料板能起到一定的承托相邻板以及踩踏承压的作用即可，例如，复合材料板的拉伸强度可以为240-500MPa。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请中，无论是否使用“大约”或“约”等字眼，所有在此公开了的数字均为近似值。每一个数字的数值有可能会出现10％以下的差异或者本领域人员认为的合理的差异，如1％、2％、3％、4％或5％的差异。

根据本申请的一些实施例，复合材料板120可以位于金属板110的一侧表面，例如，参考图2，复合材料板120可以包括第一复合材料板121和第二复合材料板122，第一复合材料板121覆盖金属板110的主表面中的一个，第二复合材料板122覆盖金属板120的主表面中的另一个。通过采用两块复合材料板120将金属板110的上下表面完全包覆，可以有效提高电池包盖板的整体刚度，复合材料板120还可以有效为金属板110隔绝外界复杂条件，以达到防腐的效果。根据本申请的另一些实施例，当金属板110夹设于第一复合材料板121和第二复合材料板122之间时，金属板110的尺寸应小于复合材料板120的尺寸，以便实现复合材料板对于金属板的完全包覆。

根据本申请的一些实施例，金属板110在第一复合材料板121上的正投影位于第一复合材料板121内部，第二复合材料122在第一复合材料板121上的正投影与第一复合材料板121重叠，金属板110在第一复合材料板121上的正投影的边缘与第一复合材料板121边缘之间的距离可以为2-10mm。由此可以在满足电池包盖板绝缘性能和强度要求的前提下，实现对于金属板110的封边，以及金属板110与外界的物理隔离，防止金属板110生锈腐蚀。

根据本申请的一些实施例，复合材料板120可以覆盖金属板110的一侧主表面，参考图3，复合材料板120可以仅位于金属板110的一侧主表表面，此时金属板110远离复合材料板120的主表面可以具有防腐蚀层，防腐蚀层可以为环氧树脂层，其中，在实际使用过程中，复合材料板120应朝向功能模块，如朝向电池模块侧设置。通过采用复合材料板120单面包覆金属板110，金属板110未被复合材料板120包覆的一侧表面可以通过电泳工艺形成防腐蚀层以保证金属板的防腐性能，由此可以满足电池包盖板的绝缘性能和强度要求。

根据本申请的一些实施例，电泳工艺所形成的防腐蚀层可以提高金属板110的防腐蚀性能，例如，电泳工艺可以包括金属板110前处理、酸洗、碱洗、磷化、环氧、电泳漆附着，烤制等。

根据本申请的一些实施例，参考图4，金属板110可以包括至少一子金属板111，子金属板111的周缘可以环设有第三复合材料123。进一步地，当子金属板111的数量为多个时，多个子金属板111可以间隔排布，多个子金属板111可以通过第三复合材料板123连接，多个子金属板111的排布方向可以垂直于电池包盖板的厚度方向。

根据本申请的一些实施例，复合材料板120可以至少部分环绕所述金属板110的侧壁，例如，参考图4，复合材料板120可以包括第一复合材料板121和第二复合材料板122，金属板可以包括至少一个子金属板111，子金属板111的周缘具有环设的第三复合材料板123，当金属板110包括多个子金属板111时，多个并排排布的子金属板111与第三复合材料板123共同构成中间板，中间板包括沿厚度方法相对的第一主表面和第二主表面，第一复合材料板121和第二复合材料板122分别覆盖第一主表面和第二主表面，即中间板夹设于第一复合材料板121和第二复合材料板122之间。通过采用两块复合材料板120将金属板110的上下表面完全包覆，可以有效提高电池包盖板的整体刚度，复合材料板120还可以有效为金属板110隔绝外界复杂条件，以达到防腐的效果。此外，由于金属板110分为多个子金属板111，且通过第三复合材料板123进行相互固定连接，可以有效减轻电池包盖板的整体重量；并且在电池包盖板的装配过程中，可以通过设计子金属板111的位置使得第三复合材料板123上具有用于间隔相邻子金属板111的梁结构，进而通过在第三复合材料板123上设置吊点，可以实现电池包盖板的固定连接，且省去整层金属板111结构所需要的金属加工工艺，制备成本显著降低。

根据本申请的一些实施例，子金属板111的边缘与第三复合材料板123的外边缘之间的距离可以为10-50mm，用以保证边缘的防腐和盖板的整体刚度，由此可以在满足电池包盖板绝缘性能和强度要求的前提下，实现对于金属板110的封边，以及金属板110与外界的物理隔离，防止金属板生锈腐蚀。

在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

根据本申请的一些实施例，当复合材料板120(位于金属板110的一侧表面时，复合材料板在金属板上的正投影可以位于金属板的内部。即金属板110的至少一侧的表面的部分区域设置有复合材料板，优选地，复合材料板应完全覆盖电池的上表面。具体地，参考图5，金属板110的一侧表面的部分区域上设置有复合材料板120，并对金属板未被复合材料板覆盖的表面进行电泳等表面防腐处理，从而通过将复合材料板覆盖在电池的上表面，提高电池包盖板的保温性能，以及有效防止短路及热失控后的拉弧。由此，仅需要在制造金属板时通过加工工艺，如冲压工艺在金属板的边缘区域形成用于固定电池包盖板的孔结构，并将复合材料板设置在不会对孔结构进行堵塞的区域内，从而在将复合材料板与金属板通过热压或胶粘等工艺固定后，无需再次通过冲压工艺在复合材料板上形成孔结构，简化了工艺流程，提高了产品良率。根据本申请的另一些实施例，当金属板110的一侧表面的部分区域上设置有复合材料板时，复合材料板在金属板上的正投影的边缘与金属板边缘之间距离的最小值可以为10-40mm，即金属板表面未被复合材料板覆盖区域的宽度可以为10-40mm，由此可以为固定孔结构留出足够的加工区域，金属板表面还可以具有防腐蚀层，防腐蚀层可以为环氧树脂。由此可以满足电池包盖板的保温性能和绝缘性能要求，当电池包盖板作为车身地板时，有利于车身地板与托盘之间的固定连接。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

根据本申请的一些实施例，在本申请中将金属板与复合材料板复合固定的方法可以包括：通过热压工艺，使得复合材料板在热压时发生流动填充金属板的表面，进而在固化后与金属板固定连接，从而将金属板和复合材料板复合成型，

本申请中的电池包盖板至少具有以下优点：

1、本申请中在金属板的基础上通过与高强度、高模量复合材料板的复合成型，使得电池包盖板的强度、刚度显著增强，在电池包盖板发生挤压时能更好的保护电芯。

2、由于复合材料板相对于金属板导热系数更低，本申请中的电池包盖板相比于纯金属的电池包盖板而言热阻更高，具有更为优异的保温性能，有效解决了电池包体在低温下电量低的问题。

3、由于本申请中的电池包盖板与电池包内部带电件接触一侧表面为复合材料板，通过复合材料板所具有的绝缘特性可以很好的满足高压安全，防止电气间隙小带来拉弧的风险。

4、电池包发生热失控时，常规金属材质电池包盖板在受火焰灼烧时金属表面的防护层会发生脱落，导致金属裸露。本申请中的电池包盖板在受火焰灼烧时，其增强纤维可以实现物理阻隔，防止由于金属板与导电体接触产生拉弧击穿，提高乘员舱乘客的安全性。

在本申请的另一个方面，本身其提出了一种电池包，包括电池、托盘和前述的电池包盖板，电池包盖板和托盘连接形成容纳电池的容纳腔，由此，该电池包具有前述电池包盖板的全部特征及优点，在此不再赘述。

根据本申请的一些实施例，在电池包中可以令复合材料板朝向容纳腔设置，从而可以利用复合材料板良好的保温隔热性能和绝缘性能，提高电池包的结构稳定性和安全性能。

在本申请的又一个方面，本申请提出了一种车辆，包括车身地板，车身地板包括前述的电池包盖板。由此，该车辆具有前述电池包盖板的全部特征及优点，在此不再赘述。

根据本申请的一些实施例，参考图1，车辆可以包括车身底盘组件，车身底盘组件包括车身地板100、功能模块200以及托盘300，车身地板100和托盘300夹设功能模块200，车身地板和托盘连接形成容纳功能模块的容纳腔。

根据本申请的一些实施例，金属板的面积应尽可能的覆盖功能模块，如金属板的面积可以与功能模块的横截面积相一致，从而可以有效提高车身地板的踩踏强度。

根据本申请的一些实施例，可以通过在车身地板表面使用硅胶泡棉与整车底部梁贴合压缩，并实现密封作用。

根据本申请的一些实施例，功能模块可以包括电池模块。具体地，功能模块可以包括电芯、电池模组和电池包中的至少之一。

除非另外说明，本申请所使用的所有科技术语具有与本申请所属领域技术人员的通常理解相同的含义。本申请涉及的所有专利和公开出版物通过引用方式整体并入本申请。术语“包含”或“包括”为开放式表达，即包括本申请所指明的内容，但并不排除其他方面的内容。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。另外，需要说明的是，本说明书中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (17)

1.一种电池包盖板，其特征在于，包括：

金属板，所述金属板具有两个沿厚度方向相对的主表面和环绕所述主表面的多个侧壁，所述侧壁位于两个所述主表面之间；

复合材料板，所述复合材料板与所述金属板相接触，所述复合材料板覆盖两个所述主表面和多个所述侧壁中的至少之一。

2.根据权利要求1所述的电池包盖板，其特征在于，所述金属板为镀锌钢板。

3.根据权利要求2所述的电池包盖板，其特征在于，所述金属板的厚度为0.6-2mm，所述金属板的拉伸强度为500-1000MPa。

4.根据权利要求1所述的电池包盖板，其特征在于，所述复合材料板为树脂基复合材料板，所述树脂基复合材料板由基体树脂和增强纤维组成，所述基体树脂为环氧树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚砜树脂或酚醛树脂，所述增强纤维为玻璃纤维或陶瓷纤维。

5.根据权利要求4所述的电池包盖板，其特征在于，所述复合材料板的厚度为0.6-2mm，所述复合材料板的拉伸强度为240-500MPa。

6.根据权利要求1所述的电池包盖板，其特征在于，所述复合材料板覆盖所述金属板其中一个主表面。

7.根据权利要求6所述的电池包盖板，其特征在于，所述金属板远离所述复合材料板的主表面具有防腐蚀层，所述防腐蚀层为环氧树脂层。

8.根据权利要求1所述的电池包盖板，其特征在于，所述复合材料板包括第一复合材料板和第二复合材料板，所述第一复合材料板覆盖所述金属板的所述主表面中的一个，所述第二复合材料板覆盖所述金属板的所述主表面中的另一个。

9.根据权利要求8所述的电池包盖板，其特征在于，所述金属板在所述第一复合材料板上的正投影位于所述第一复合材料板内部，所述金属板在所述第一复合材料板上的正投影的边缘与所述第一复合材料板边缘之间的距离为2-10mm，所述第二复合材料板所述第一复合材料板上的正投影与所述第一复合材料板重叠。

10.根据权利要求1所述的电池包盖板，其特征在于，所述金属板包括至少一个子金属板，所述子金属板的周缘环设有第三复合材料板，当所述子金属板的数量为多个时，多个所述子金属板间隔排布，多个相邻所述子金属板通过所述第三复合材料板连接，多个所述子金属板的排布方向垂直于厚度方向。

11.根据权利要求10所述的电池包盖板，其特征在于，所述复合材料板包括第一复合材料板和第二复合材料板，所述子金属板与所述第三复合材料板共同构成中间板，所述中间板包括沿厚度方向相对的第一主表面和第二主表面，所述第一复合材料板和所述第二复合材料板分别覆盖所述第一主表面和所述第二主表面。

12.根据权利要求10所述的电池包盖板，其特征在于，所述子金属板的边缘与所述第三复合材料板的外边缘之间的距离为10-50mm。

13.根据权利要求1所述的电池包盖板，其特征在于，所述复合材料板在所述金属板上的正投影位于所述金属板的内部。

14.根据权利要求13所述的电池包盖板，其特征在于，所述复合材料板在所述金属板上的正投影的边缘与所述金属板边缘之间距离的最小值为10-40mm。

15.一种电池包，其特征在于，包括电池、托盘和权利要求1-14任一项所述的电池包盖板，所述电池包盖板和所述托盘连接形成容纳所述电池的容纳腔。

16.根据权利要求15所述的电池包，其特征在于，所述复合材料板朝向所述容纳腔设置。

17.一种车辆，其特征在于，包括车身地板，所述车身地板包括权利要求1-14任一项所述的电池包盖板。