安全型電池箱和具有該電池箱的動力電池的製作方法

2023-07-27 02:05:56

本實用新型涉及電池技術領域，尤其是一種安全型電池箱和具有該電池箱的動力電池。

背景技術：

鋰離子電池因有高的比能量，高的比功率和長的使用壽命，如今已廣泛應用做電動車輛的動力電源。但是，它儲存能量高，又使用有機電解液，存在著起火和爆炸的危險。人們一方面從單體電池的設計及工藝上採用多種方法儘量提高單體電池的安全性能，另外也在努力改善成組工藝和成組設計，儘量消除各種可能出現的危險因素，比如對電池箱結構的改進就是其中之一。

第一種方法是增加電池箱的強度，在底、蓋和側壁加加強筋。比如，申請號為CN201410219548.5的中國實用新型專利申請，在鋁合金電池箱底和蓋上加條形和片狀加強筋；申請號為CN201521111090.8的中國實用新型專利申請，在壓鑄成型的鎂合金箱的上下蓋和用於增強的多個支撐板上均有加強筋。

第二種方法是在電池箱中加緩衝物，即使出現碰撞和擠壓，也能保護電池組不受損害。比如，申請號為CN201310096779.7的中國實用新型專利申請，在易碰撞面留出大的空間，並裝入彈力緩衝球。申請號為CN201510483068.4的中國實用新型專利申請，在車體放置電池的底面加裝彈簧，從而減少震動的傷害。申請號為CN201521031628.4的中國實用新型專利申請，在易碰撞面加緩衝吸能層，此層為纖維，高分子材料或橡膠。申請號為CN201610138950X的中國實用新型專利申請，在箱內外設噴塗層並依次設置絕緣玻璃鋼和橡膠緩衝墊。

第三種方法是注重電池箱的散熱。申請號為CN201529272307.7的中國實用新型專利申請，在電池箱蓋上加了許多散熱片，申請號為CN201510483068.4的中國實用新型專利申請，還加裝了風扇，給電池組加快熱對流。

上述這些專利說明了電動汽車和電池的設計者已十分重視電池的安全性，並注意到改進電池箱的防碰撞能力。

然而，上述各種做法均存在相應的缺點，具體如下：

1、增加外殼的強度，加加強筋，這是最有效易行的。但是在嚴重事故中碰撞和擠壓的破壞力遠大於電池外殼能抵抗的力量。電池殼會變形甚至破裂。單體電池和導電連接件就會被擠爛或暴露在外，有可能出現短路，就存在起火和爆炸的危險。

2、增加厚的緩衝層，這個做法很好，很有效，但是若要它有很強的緩衝力，就要做得很厚，在狹小的電池外殼內很難找出地方。

2、安裝排風扇提高散熱速率很好，但電池殼內很難找到這麼大的空間，而且高速旋轉的風扇的使用壽命不容樂觀。

技術實現要素：

本實用新型目的是：為了克服上述問題，提供一種安全型電池箱以及具有該電池箱的動力電池，這種電池箱被碰撞擠壓而發生破裂時，能夠很好地保護其內部的電池組，防止電池短路。

本實用新型的技術方案是：一種安全型電池箱，包括箱體，還包括：

彈性絕緣絕熱層，其緊貼所述箱體的內壁設置，並且將所述箱體的整個內壁面完全覆蓋住；以及

熱交換層，其緊貼所述彈性絕緣絕熱層的內側設置。

本實用新型這種安全型電池箱在上述技術方案的基礎上，還包括以下優選方案：

所述熱交換層是由絕緣導熱材料形成的絕緣導熱層。

所述箱體為金屬材質，所述絕緣導熱層的一部分伸出所述箱體外，並與所述箱體的外壁貼合連接。

所述絕緣導熱層的一部分伸出所述箱體外，並與外界散熱設備相連。

所述絕緣導熱層為導熱橡膠或為導熱塑料。

所述絕緣導熱層將所述彈性絕緣絕熱層的整個內壁面完全覆蓋住。

所述彈性絕緣絕熱層為絕熱橡膠、海綿或玻璃纖維。

所述熱交換層為循環水換熱器。

一種動力電池，包括電池組，還包括上述結構的安全型電池箱，所述電池組收容於所述安全型電池箱內、並與所述熱交換層緊貼布置。

所述電池組為鋰電池組。

本實用新型的優點是：

1、彈性絕緣絕熱層緊貼箱體的內壁設置、並將箱體的整個內壁面完全覆蓋住，一旦動力電池的電池箱受到擠壓撞擊而產生變形甚至破裂，彈性絕緣絕熱層依靠自身的高彈性和獨立於箱體壁之外，仍能保持完整，仍能將電池組絕緣，不至於因外界物體碰上內部電池組的導電件而短路。由此，保障了電池安全。

2、由於彈性絕緣絕熱層的存在加大了傳熱阻力，會影響箱體內部電池組的熱量散發。在彈性絕緣絕熱層內側加裝熱交換層後，可將電池組產生的熱量傳導到外殼壁或外界，保持溫度均衡，適中。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例中動力電池的結構示意圖(剖面圖)；

其中：1-箱體，2-彈性絕緣絕熱層，3-熱交換層，4-電池組。

具體實施方式

以下結合具體實施例對上述方案做進一步說明。應理解，這些實施例是用於說明本實用新型而不限於限制本實用新型的範圍。實施例中採用的實施條件可以根據具體廠家的條件做進一步調整，未註明的實施條件通常為常規實驗中的條件。

圖1示出了本實用新型這種動力電池的一個具體實施例，其包括電池箱和收容在該電池箱內的電池組4，電池組4為鋰電池組。電池箱包括金屬材質的箱體1、彈性絕緣絕熱層2和熱交換層3。其中，彈性絕緣絕熱層2緊貼箱體1的內壁設置，並且將箱體1的整個內壁面完全覆蓋住，彈性絕緣絕熱層2與箱體1不相互固定。熱交換層3緊貼彈性絕緣絕熱層2的內側設置，用於吸收電池組4的熱量，防止電池組4溫度過高。

本實施例中，所述的彈性絕緣絕熱層2可以採用絕熱橡膠，也可以採用海綿，還可以採用玻璃纖維。該彈性絕緣絕熱層2緊貼箱體1的內壁設置、並將箱體1的整個內壁面完全覆蓋住，一旦該動力電池的電池箱受到擠壓撞擊而產生變形甚至破裂，彈性絕緣絕熱層2依靠自身的高彈性和獨立於箱體壁之外，仍能保持完整，仍能將電池組絕緣，不至於因外界物體碰上內部電池組的導電件(如單體電池或導電連接片)而短路。由此，保障了電池安全。

本實施例中，所述熱交換層3是由絕緣導熱材料形成的絕緣導熱層，其中絕緣導熱材料可採用導熱橡膠，也可以採用導熱塑料等。當然，所述熱交換層3也可以採用其他結構形式，比如換熱器，尤其是循環水換熱器。

為了便於上述絕緣導熱層直接將電池組4的熱量向外引出，而無需設置額外的傳熱部件，本實施例將絕緣導熱層的一部分伸出所述箱體1外，並與箱體1的外壁貼合連接。如此可使得電池組4的熱量通過絕緣導熱層傳遞至金屬箱體1的外壁面，再由箱體1散發至周圍大氣中。

當然，我們也可以將所述絕緣導熱層的一部分伸出箱體1外，再將其與相應的外界散熱設備相連(不通過箱體外壁散熱)。

本實施例中，上述絕緣導熱層將彈性絕緣絕熱層2的整個內壁面完全覆蓋住，電池組4與絕緣導熱層緊貼布置。如此可保證其內側電池組4與絕緣導熱層之間的接觸面積，進而提高電池組4的散熱效率。

上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在於讓人們能夠了解本實用新型的內容並據以實施，並不能以此限制本實用新型的保護範圍。凡根據本實用新型主要技術方案的精神實質所做的等效變換或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。