[发明专利]一种动力电池系统复合材料箱盖及其制作方法

说明书

本发明公开了一种动力电池系统复合材料箱盖及其制作方法，箱盖包括电磁屏蔽层、上纤维毡层、上表面毡层、下表面毡层和下纤维毡层，其中：上表面毡层、上纤维毡层、电磁屏蔽层、下纤维毡层和下表面毡层从上到下依次铺设。本发明中，所提出的动力电池系统复合材料箱盖及其制作方法，在保证一样的厚度，重量，强度，价格等因素下，由于箱盖有了电磁屏蔽层，在和箱体结合后(由于要承重，目前箱体都是金属件)，天然形成法拉第笼效应，进一步提高整个电池系统的EMC能力，即使BMS的防电磁干扰失效后，整个系统依然可以满足要求正常运行，同时防火层的加入，也能进一步提高箱盖耐火能力，满足越来越苛刻的热扩展防护要求。

技术领域

本发明涉及动力电池安装设备技术领域，尤其涉及一种动力电池系统复合材料箱盖及其制作方法。

背景技术

随着GB 18384-2020《电动汽车安全要求》、GB 38032-2020《电动客车安全要求》和GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》三项强制性国家标准发布，国家对动力电池系统的安全性要求越来越高，其中要求热失控发生后有告警信号，给乘车人员5分钟逃离时间的规定，主机厂往往等效要求为在热失控发生，5min热扩展期间，整个电池系统外壳(包含箱体箱盖等一切外观件)不破裂，不能见明显火光，而且往往加长时间，把5min改为30min甚至取消时间限制，要求整个热扩展期间整个电池系统外壳(包含箱体箱盖等一切外观件)不破裂，不能见明显火光，这其中箱盖就是重中之重，原因有两点：1、相对箱体设计，箱盖并不承受电池包主要重量。因此对其一阶模态，强度等要求不高，再加上能量密度等要求，PACK厂商为了减重，箱盖往往设计的十分轻薄，一般为铝钣金或者塑料材质(常见改性PP，玻璃钢等)2、电池包系统内部发生热失控后，电池单体防爆阀打开，其喷射的高温高压气体会直接作用在箱盖上。

对电池系统箱盖的要求，一般可以总结为三点，一、强度、重量及气密要求，此部分和具体项目有关，主要涉及到箱盖造型，厚度等，在此不做讨论。二、耐高温要求(热扩散防护、火烧等)，3、EMC要求。

目前常见的铁板金箱盖，由于密度过大，目前逐渐被舍弃，代替的往往是铝钣金或者改性PP箱盖，玻璃钢箱盖等，但他们都有着各自的缺点。

铝钣金箱盖：价格三者适中，但是单独的铝钣金箱盖(密度2.7g/cm3)，在保证和玻璃钢箱盖(密度1.7g/cm3)差不多重量的情况下,难以满足热扩散防护要求

改性PP箱盖：价格三者最便宜，密度也三者最小，但是熔点也最低，连火烧实验都难以通过，目前市场上使用不多。

玻璃钢箱盖：量产三者最贵，但好在开软模便宜，软模样品与量产产品区别不大，可以较好支持DV验证，而且拥有较好的强度和耐高温性能，可以满足5min内的热扩散防护要求，目前使用最广的动力电池箱盖。

目前使用最广的玻璃钢材质箱盖，如图1所示，现有的玻璃钢材质的箱盖包括胶衣层、上表面毡、纤维毡和下表面毡，依旧存在两个重要问题待解决，一个是长时间的耐高温能力，玻璃钢材质箱盖在温度超过500℃之后，会彻底碳化变脆，动力电池热扩散是可以达到此温度的，虽然5min的防护时间没有问题，但再长就存在很强的不确定性，目前来看超过8min箱盖就有可能会出现破裂，空气涌入箱体，进一步促进热扩展的发生。另一个是EMC(电磁兼容)测试，玻璃钢材质不像金属可以起到法拉第笼效应，目前的技术方案是通过提高BMS(电池管理系统)的抗干扰能力，来保证整个电池系统可以通过EMC测试，所以，研制一种复合材质的箱盖，提高其耐高温和抗电磁干扰能力，就很有必要。

发明内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种动力电池系统复合材料箱盖及其制作方法。

本发明提出的一种动力电池系统复合材料箱盖，包括电磁屏蔽层、上纤维毡层、上表面毡层、下表面毡层和下纤维毡层，其中：

上表面毡层、上纤维毡层、电磁屏蔽层、下纤维毡层和下表面毡层从上到下依次铺设；