防水保温的电池包箱体的制作方法

本技术涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种防水保温的电池包箱体。

背景技术：

1、近年来，随着传统能源的不断消耗，国际能源供应持续紧张，新能源汽车的发展得到了越来越多的重视。新能源汽车具有零排放、低噪音、使用成本低等优点，成为越来越多人群的选择。新能源汽车依靠搭载的电池包提供电能，现有电池包的壳体基于强度考虑通常使用金属材料，但是金属材质壳体的导热系数较大，电池包保温效果差，而温度对于锂电池的充放电性能的影响很大，适当的温度是保持锂电池性能的关键，在环境温度较低时，电池的续航里程数严重缩水，导致新能源汽车在寒冷地区的推广进展缓慢。因此，提供一种保温性能好的电池包箱体就显得尤为重要。

2、中国专利cn113839136a公开了一种电池箱、电动汽车、含聚脲和气凝胶的混合材料的应用，所述电池箱由下箱体和上盖密封组成，下箱体包括外层箱体和内层箱体，外层箱体和内层箱体之间压接有气凝胶层，制得的电池箱具有极强的耐冲击、耐撞击性能，但其没有具体公开相关材料的物理性能及保温性能指标。

3、中国专利cn115566352a公开了一种电池箱的上箱盖、电池箱、电池包及电动汽车，其上箱盖包括箱盖外壳、隔热层和保护层，隔热层和保护层依次覆盖并固定于箱盖外壳朝向下箱体一侧，箱盖外壳由非金属复合材料制成，隔热层优选聚合物发泡材料层或气凝胶毡层；保护层优选防火布层或金属箔层，保温效果较好，适用于寒冷地区使用，满足电池箱的强度要求，但其没有具体公开保温层的物理性能及阻燃性能。

4、中国专利cn 109585734 a公开了一种新能源动力电池箱体及喷涂工艺，通过喷涂工艺的方式在壳体的内外部设置保温层，其不受壳体外在结构形状的影响，保温效果较好且一体成型；但当保温层设于壳体内部时，聚氨酯泡沫喷涂工艺的不稳定性易导致保温层尺寸不均匀、外观不平整，影响后期电池模组的装配。

5、气凝胶，是一种固体物质形态，由胶体粒子或高聚物分子相互聚结构成纳米多孔网络结构，并在孔隙中充满气态分散介质的一种高分散固态材料，也是现有材料中密度很小的固体之一，其具有超低密度、高比表面积、高孔隙率、导热系数极低等优异性能。

6、soc(state of charge)，即荷电状态，用来反映电池的剩余容量，其数值上定义为剩余容量占电池容量的比值，常用百分数表示；其取值范围为0～1，当soc＝0时表示电池放电完全，当soc＝1时表示电池完全充满。电池soc不能直接测量，只能通过电池端电压、充放电电流及内阻等参数来估算，而这些参数还会受到电池老化、环境温度变化及汽车行驶状态等多种不确定因素的影响，因此准确的soc估计已成为电动汽车发展中亟待解决的问题。

7、bms系统是电池管理系统，智能化管理维护各电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态，可用于电动汽车、电瓶车、机器人、无人机等。

8、wltc工况是全球轻型汽车测试循环工况，该工况中没有周期性的加速、减速，更好地体现了不同拥堵程度的路面车速时快时慢的情况；由于工况变化没有周期性，加大了车企在标定发动机时“耍心眼儿”的难度。且相比于nedc测试体系，wltc更长的测试周期和更高的平均速度，更贴近车辆实际行驶情况，且更广的速度区间对车辆综合性能的考验也更严格，已成为新能源电动车续航里程测试的标准之一。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是，现有技术中电池包箱体保温差、防水性能差，聚氨酯泡沫喷涂层外观不平整、尺寸不均匀、影响电池模组装配的问题，提供一种防水保温的电池包箱体，该电池包箱体具有保温性能好、防水性能好，外观平整度好、尺寸均匀，电池模组装配方便的优点。

2、为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：一种防水保温的电池包箱体，包括下壳体1、上盖2和至少设于下壳体1内侧底壁的防水保温层4，上盖2与下壳体1之间形成容纳电池模组3的空腔，其中，防水保温层4自外而内依次包括粘结层5、第一聚脲层6、第一气凝胶毡层7、聚氨酯泡沫层8、第二气凝胶毡层9和第二聚脲层10；所述的粘结层5与下壳体1或上盖2的内壁粘合；所述的第一聚脲层6、第一气凝胶毡层7、聚氨酯泡沫层8、第二气凝胶毡层9和第二聚脲层10中相邻接触面之间通过胶水层粘合。

3、上述技术方案中，优选地，所述的聚氨酯泡沫层8的密度为60～150kg/m3，压缩强度＞300kpa，防火等级为v0，导热系数<0.03w/m·k@25℃。

4、上述技术方案中，优选地，所述的聚氨酯泡沫层8的厚度为5～8mm。

5、上述技术方案中，优选地，所述的聚氨酯泡沫层8的密度为80～130g/cm3。

6、上述技术方案中，优选地，所述的第一聚脲层6和第二聚脲层10中的聚脲选自芳香族聚脲、脂肪族聚脲或聚天门冬氨酸酯聚脲中的至少一种，厚度为1～3mm。

7、上述技术方案中，优选地，第一气凝胶毡层7、第二气凝胶毡层9的厚度为1～3mm。

8、上述技术方案中，优选地，所述的第一气凝胶毡层7和第二气凝胶毡层9是将气凝胶作为主体材料并复合于增强性纤维中得到的复合材料；其中，气凝胶选自二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、富勒烯气凝胶或炭气气凝胶中的至少一种；增强性纤维选自玻璃纤维或预氧化纤维中的至少一种。

9、上述技术方案中，优选地，所述的粘结层5选自胶水层或双面胶层中的至少一种。

10、上述技术方案中，优选地，所述的粘结层5为双面聚酯胶带层。

11、上述技术方案中，优选地，所述的粘结层5为3m双面胶9473，粘结层2的剥离强度＞1.6n/mm。

12、上述技术方案中，优选地，所述的上盖2的内侧壁也设有防水保温层4。

13、上述技术方案中，优选地，所述的第一聚脲层6、第一气凝胶毡层7、聚氨酯泡沫层8、第二气凝胶毡层9和第二聚脲层10中相邻接触面之间通过改性胶水层粘合，所用的改性胶水的粘度为2000～3800mpa·s@25℃，nco％为13～18％，比重为1.12～1.20％。

14、上述技术方案中，优选地，所述的下壳体1选自铝制壳体、钢制壳体或复合金属壳体中的至少一种。

15、本实用新型提供的防水保温的电池包箱体，通过聚脲层、气凝胶毡层、聚氨酯泡沫层的协同设置，提高了电池包箱体的综合性能，其中聚氨酯泡沫层使得电池包具有良好的保温性能和防火等级；气凝胶毡层隔热、保温、质轻；第一聚脲层的设置使得粘结层与下壳体或上盖之间的粘结更牢固，同时防止水汽进入聚氨酯泡沫层内部，具有防水性能；第二聚脲层的设置不仅改善了防水性能，还使得电池包箱体的内表面平整、尺寸均匀，更有利于电池模组的装配；制得的防水保温的电池包箱体同时具有防火、保温、防水、箱体内表面外观平整度好和粘结更牢固的优点，取得了好的技术效果。

16、本实用新型中性能检测的方法如下：

17、密度：gb/t 6343-2009；

18、压缩强度：gb/t 8813-2020；

19、导热系数：gb/t 10294-2008；

20、防火等级：ul-94；

21、剥离强度：gb/t 2792-2014；

22、温降时间：铝盒模拟实验，具体过程为：制作两个铝盒模拟电池包的下壳体和上盖，一个无防水保温层，另一个按本实用新型的技术方案进行防水保温层设置，铝盒内放置参照电芯模拟电池模组，并在铝盒内部的中间、次外层、外层位置分别安装温度传感器。先将两个铝盒放置在25℃的恒温环境中，然后同时放进-20℃的恒温环境中，记录铝盒内各点温度从25℃降到0℃所需的时间，记为温降时间。

23、续航里程测试：具体过程为，选用同款汽车电池包两个，一个无防水保温层，另一个按照本实用新型的技术方案进行防水保温层设置；将电池包放入测试电池台架上，采用wltc标准循环工况，电池包在电池台架上实现同步模拟电气载荷、环境温度和水冷循环温度，测试在气候室中完成，气候室温度设定为-20℃，记录测试过程中电池台架数据及电池通讯数据；测试过程中，输入参数为欧版仿真电池模型参数的电流、电压、水冷系统进出口温度及流量，输出参数为电池荷电状态soc及bms系统的电池温度；确定满电量电池开始放电的时刻即为wltc循环开始的时刻，记录当soc为5％时的wltc循环用时t，通过仿真行车系统计算得出wltc循环t秒的行驶距离即为该电池包测试的续航里程h。