一种电池包及含有该电池包的电动车辆的制作方法

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种电池包及含有该电池包的电动车辆。

背景技术：

密封盖是电池包的重要零部件，其性能要求：结构强度高，能够承受动力电池电芯内部一定范围内的压力；密封盖质量小，使电池包轻量化，增加能量密度；耐高温，当电池在极端情况下，如失火，能够有效的隔火隔热；保温性能好，以使电池包所在环境温度过低时仍能正常的工作。

相关技术中，密封盖都是采用工程塑料（如PP）吸塑成型或者钢板、铝合金冲压成型，但都存在一定的缺点，如，PP材料吸塑成型的密封盖防火性能差、强度较低；钢板、铝合金板质量较大且保温性能较差。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电池包，包括电池、密封盖和电池壳体，所述密封盖和电池壳体限定出用于容纳电池的空间，所述电池安装在所述空间内，所述密封盖包括发泡材料层，所述发泡材料层的内侧和外侧均设置有碳纤维层。

优选的，所述密封盖包括至少两层所述发泡材料层，所述碳纤维层与所述发泡材料层交替设置，所述密封盖的最内层和最外层均为碳纤维层。

优选的，所述密封盖由第一碳纤维层、发泡材料层和第二碳纤维层组成，第一碳纤维层、发泡材料层和第二碳纤维层由外至内依次设置。

优选的，所述碳纤维层包括一层或多层碳纤维预浸布。

优选的，所述碳纤维预浸布的厚度为0.1-0.5 mm。

优选的，所述发泡材料层厚度为3mm-20mm。

优选的，所述电池壳体包括发泡材料层，所述发泡材料层的内侧和外侧均设置有碳纤维层。

本实用新型还提供了一种电动车辆，包括上述提供的电池包。

与现有技术相比，本实用新型有益效果为：将电池包的密封盖设计成发泡材料层和分布在发泡材料层内侧和外侧的碳纤维层，一方面，碳纤维层具有很高的抗拉强度和弹性模量，能够承受电池包内部压力在一定范围内增大时仍然不变形，此密封盖能有效的隔火隔热，提高了电池包在极端情况下的安全性能；另一方面，密封盖中部采用发泡材料层、导热系数低，能起到很好的保温效果，另外发泡材料密度低，与密封盖采用钢板或者铝合金相比，电池包轻量化达到40%以上。

附图说明

图1为本实用新型的电池包的结构示意图；

图2为密封盖的结构示意图。

图中：密封盖 1；第一碳纤维预浸布 11；发泡材料层 12；第二碳纤维预浸布 13；电池壳体 2；电池包 3。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案进一步详细地说明。

一种电池包3，包括电池、密封盖1和电池壳体2，所述密封盖1和电池壳体2限定出用于容纳电池的空间，所述电池安装在所述空间内，所述密封盖1包括发泡材料层12，所述发泡材料层12的内侧和外侧均设置有碳纤维层。

所述电池可以为单体电池或者由多个单体电池组成的电池模组。

对于密封盖1而言，临近电池包体内部的一侧为内侧，如图2中的下侧；远离电池包体内部的一层为外侧，如图2中的上侧。

所述密封盖1的多层结构设计有以下两种。第一种，密封盖1包括至少两层所述发泡材料层12，所述碳纤维层与所述发泡材料层交替设置，所述密封盖的最内层和最外层均为碳纤维层，比如，密封盖包括2层发泡材料层，则密封盖由内往外依次层叠有第一碳纤维层/第一发泡材料层/第二碳纤维层/第二发泡材料层/第三碳纤维层，当密封盖采用多层发泡材料层时，密封盖的保温效更佳。

此外，所述密封盖1包括一层发泡材料层12，则密封盖1的多层结构具体为第一碳纤维层/发泡材料层/第二碳纤维层。当采用上述结构的密封盖时，不仅能满足密封盖的综合性能，还能简化电池包的生产工艺以及降低生产成本。

所述发泡材料层12设计主要是起到防护保温的作用，所述发泡材料包括聚氨酯泡沫或酚醛泡沫材料，优选的，所述发泡材料选用MPPE，其发泡后导热系数为0.038 W/(m·K)，密度为0.2g/cm³,且在制备时，成型温度与碳纤维的成型温度比较接近，有利于批量化生产，当将上述发泡材料用于密封盖1时，所述密封盖1不仅具有良好的保温效果，密封盖1的轻量化达到50%以上。

发泡材料层12的厚度为3m-20mm，优选的，所述发泡材料层12的厚度为3-8mm。密封盖包括至少两层发泡材料层时，每层发泡层的材料选择和厚度选择可以相同也可以不同，优选相同，由此，可以简化生产工艺。

所述碳纤维层包括单层或者多层碳纤维预浸布，所述碳纤维预浸布的单层厚度为0.1-0.5mm，具体而言，通过实用新型人的生产试验以及经验推算得出，发泡材料层12的厚度为3mm-20mm，碳纤维预浸布的单层厚度为0.1mm-0.5mm。由此，所述密封盖1不仅具有足够的强度以及刚度，而且还能确保密封盖1的保温效果，而且使密封盖1的厚度适中，以使碳纤维材料以及发泡材料的用量更加合理，进而降低电池包的生产成本。

所述碳纤维层采用碳纤维预浸布，碳纤维预浸布是一种碳纤维复合材料，具备很高的抗拉强度和弹性模量，抗拉强度能够达到3500Mpa,弹性模量达到2300Mpa-3400Mpa,能够耐酸耐腐蚀，并且阻燃性能极佳。分布在发材料层的内侧和外侧的碳纤维预浸布的厚度可以相同或者不相同，优选相同，依次堆叠的碳纤维预浸布相邻两层的纤维取向可以相同也可以不同，优选不同，例如奇数层的纤维取向为0/90°，偶数层的纤维取向为±45°。这样，任意相邻的两个碳纤维层交叉分布，以增强密封盖板在多个方向上的受力强度，进而增强密封盖整体强度。

优选的，所述碳纤维层为单层碳纤维预浸布，即所述密封盖1为三层结构，如图2所示，所述三层结构包括发泡材料层12，位于发泡材料层内侧和外侧的碳纤维预浸布，这里为了区别，分别称为第一碳纤维预浸布11、第二碳纤维预浸布13，当所述密封盖1采用上述的三层材料依次堆叠时，既能满足密封盖1对强度的要求，而且还能确保密封盖1的保温效果，而且又减少了碳纤维层的铺层，使密封盖的厚度适中，以使碳纤维材料以及发泡材料的用量更加合理，整个电池包的重量也得到了减轻，进而降低电池包的生产成本。

所述密封盖1的多层结构成型工艺为，可先将发泡材料发泡成型出基本的芯材，然后内侧和外侧覆上碳纤维模压成型。

根据本申请提供的电池包3，所述电池壳体2包括发泡材料层，所述发泡材料层的内侧和外侧均设置有碳纤维层。

电池壳体可以为单体电池的外壳或者电池包外壳、托盘等具体的结构。

关于电池壳体2为多层结构时，可以参照上述密封盖所做的说明，值的注意的是，所述电池壳体2的多层结构与密封盖1可以相同也可以不同，例如，根据电池壳体2和密封盖1的强度不一样，可以将密封盖1和电池壳体2多层结构设置为不同的层数，单层碳纤维预浸布的厚度也可以与密封盖1的单层碳纤维预浸布的厚度相同或者不同，电池壳体2中部的发泡材料层与密封盖中部的发泡材料层可以相同也可以不同。

也就是说本申请的提供密封盖1可以与本申请的提供的电池壳体2配套使用，也可以单独与本领域常规的电池可以配套使用，本申请不做限定，当本申请的提供密封盖可以与本申请的提供的电池壳体配套使用，可以使整个电池包的性能，例如保温效果、强度、轻量化，达到最优。

本申请还提供了一种电动车辆，所述电动车辆包括上述提供的电池包3。

本实用新型通过将电池包的密封盖和/或电池壳体的设计成发泡材料层和分布在发泡材料层内侧和外侧的碳纤维层，与现有技术中的电池包相比，不仅能够保证电池包的结构强度，质量较小，能够满足轻量化要求，而且还具有较优的保温性能，同时本申请提供的电池包隔火隔热效果更佳，因而，可以提高电池包在极端情况下的安全性能。使用本申请提供的电池包的电动车辆，可以满足汽车整车空载质量的控制，是电动汽车轻量化，增加续航里程；安全性能也得到提升。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构或单元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实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。