高防护等级电池包及提高电池包防护等级的方法

摘要

本发明提供一种高防护等级电池包及提高电池包防护等级的方法，该高防护等级电池包通过在所述电池包及电池模块内部通过有机硅胶进行填充，并采用防水接插件，提高电池包的防护等级，以保证电池包在户外环境下正常运行。

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种高防护等级电池包及提 高电池包防护等级的方法。

背景技术

随着环保概念的深入人心，纯电动汽车作为一种真正意义上的绿色环保 汽车也必将成为汽车产业未来的发展趋势。长期以来，电动汽车的发展一直 受限于电池成本高，寿命短这两个技术瓶颈。随着近年来技术的创新和改进， 电池技术得到了飞速发展。动力电池也逐渐从传统的铅蓄电池发展到如今的 镍氢电池、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等先进的绿色动力电池。然而，虽然 这些新型动力锂电池在性能上获得了极大提高，但这些性能上的提高往往是 针对电芯的。在电动汽车上，动力电池需要以成组电池的形式工作，而现有 成组电池在实际使用过程中新型电芯的优点往往会大打折扣。例如锂电芯的 循环寿命是1500次，相当于电芯每天完全充放电，在理想状态下可以达到3-5 年左右的使用寿命，已经与汽车的使用寿命相接近。但在实际电动车的使用 中通过对成组电池的测试就会发现，成组电池的循环使用寿命往往会锐减到 作为单体使用时的一半甚至更低。

除此之外，电池包的防护等级是影响电池包性能的一个重要的因素。现 有电池包大多防护等级只能达到IP45，由于电动汽车中的电池包需要在户外 工作，长期使用后电池包往往容易蒙尘。并且当遇到极端天气时，现有电池 包往往容易受潮，从而影响电池包的性能。

因此，有必要研制一种高防护等级电池包，具有较高的防尘、防水性能， 以保证电池包在户外环境下正常运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高防护等级电池包，电池包内部及电池模块 内部均通过有机硅胶进行填充，接插件采用防水设计，具有较高的防护等级。

本发明的另一目的在于提供一种提高电池包防护等级的方法，对所述电 池包内部及电池模块内部通过有机硅胶进行填充，对接插件采用防水设计， 提高电池包的防护等级，以保证电池包在户外环境下正常运行。

为实现上述目的，本发明提供一种高防护等级电池包，包括：电池包箱体、 与所述电池包箱体相对设置的电池包底板、设于所述电池包箱体内部的数个电 池模块、及设于所述电池包箱体侧面并与所述电池模块连接的接插件，所述电 池包内部及电池模块内部均通过有机硅胶进行填充，所述接插件采用防水设 计。

所述电池包箱体的材料为碳纤维强化不饱和树脂与玻璃纤维复合材料覆 盖的镁铝合金复合材料。

所述电池包底板的材料为碳纤维强化钛包镁铝合金复合材料。

所述电池模块分成数列设于所述电池包箱体内部。

所述电池包箱体的侧面设有一镂空部，所述接插件与所述电池模块相连 接，并穿过所述镂空部延伸至电池包箱体外部。

本发明还提供一种提高电池包防护等级的方法，对所述电池包内部及电池 模块内部通过有机硅胶进行填充，对接插件采用防水设计。

本发明的有益效果：本发明的一种高防护等级电池包，电池包内部及电 池模块内部均通过有机硅胶进行填充，接插件采用防水设计，具有较高的防 护等级。本发明的提高电池包防护等级的方法，对所述电池包内部及电池模 块内部通过有机硅胶进行填充，对接插件采用防水设计，提高电池包的防护 等级，以保证电池包在户外环境下正常运行，操作简单，成本低。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技 术方案及其它有益效果显而易见。

附图中，

图1为本发明高防护等级电池包的结构示意图；

图2为本发明高防护等级电池包的电池模块的结构示意图；

图3为本发明高防护等级电池包的电池包底板的结构示意图；

图4为本发明高防护等级电池包的电池包箱体的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段极其效果，以下结合本发明的 优选实施例极其附图进行详细描述。

请参阅图1，本发明提供一种高防护等级电池包，包括：电池包箱体1、与 所述电池包箱体1相对设置的电池包底板2、设于所述电池包箱体1内部的数个 电池模块3、及设于所述电池包箱体1侧面并与所述电池模块3连接的接插件4， 所述电池包内部及电池模块3内部均通过有机硅胶7进行填充。

请同时参阅图1-4，所述电池包箱体1呈壳体状，所述电池包箱体1内部设 有放置部11，用于容纳电池包的电池模块3，可以通过向电池包箱体1内部灌注 有机硅胶7的方式进行封装，使电池模块3之间填充有机硅胶7，有机硅胶7固化 后可以进行减震保护，以减轻电池包箱体1受冲击时对内部电池模块3的影响。 所述电池包箱体1底面的边缘位置设有数个均匀分布的凸起部12，用以保证电 池包箱体1在电动汽车中放置平稳。

所述电池包箱体1侧面设有一镂空部13，用于使连接于电池模块3的接插件 4穿过，并延伸至电池包外部。所述电池包箱体1四周内壁设有数个均匀分布的 连接部14，所述数个连接部14上分别设有螺纹孔15，所述电池包底板2上对应 所述连接部14的位置分别设有数个通孔24，使用螺钉将所述电池包箱体1与电 池包底板2固定在一起，从而实现对电池模块3的保护。

所述电池包箱体1的材料为碳纤维强化不饱和树脂与玻璃纤维覆盖的镁铝 合金复合材料，为电池包箱体1提供足够的强度与超强的抗腐蚀性，避免长期 使用过程中造成的变形、破裂、及腐蚀。

所述电池包底板2的材料为碳纤维强化钛包镁铝合金复合材料，具有较好 的导热性，可以及时将热量从电池包内部导出。

请同时参阅图1-2，所述电池模块3分成数列设于所述电池包箱体1内部， 所述数个电池模块3之间填充有机硅胶7。在该较佳实施例中，所述电池模块3 的数量为22个，分成4列设于所述电池包箱体1内部。具体地，如图1所示，靠 近电池包箱体1其中一侧的两列分别设置6个电池模块3，靠近电池包箱体1另一 侧的两列分别设置5个电池模块3。

图1中的接插件4为电连接器，可以根据电池包的工作电流的大小对其型号 进行选择。其通过软铜牌或软电缆线41与电池模块3连接。该接插件4采用防水 设计且可以实现快速插接与更换。优选的，该接插件4的IP等级为67。

请参阅图2，所述电池模块3包括电池模块外壳30、设于所述电池模块外壳 30内部且设有24个容置部311的支撑部31、分别设于所述24个容置部311内部的 24个电芯32、包覆于所述支撑部31外围的导热部33、及设于所述支撑部31的端 面上且与所述24个电芯32相连接的铜排34，所述电池模块3的内部填充有机硅 胶7。

具体地，所述24个电芯32的外部分别设有铝制外壳320，一部分电芯的正 极设有正极封口板321，另一部分电芯的负极设有负极封口板322，设有正极封 口板321的电芯与设有负极封口板322的电芯在容置部311中间隔设置，且朝向 一致，所述铜排34将所述数个电芯32的正极封口板321及负极封口板322相连 接，所述电芯32的铝制外壳320中填充有机硅胶7。

进一步的，24个容置部311在支撑部31中分三层分布，每层8个。24个电 芯32对应设于该24个容置部311中。优选的，所述电芯32为5.3Ah的波士顿电 池Swing 5300。优选的，所述支撑部31的材料为塑料，所述导热部33的材料 为铝。导热部33可以将电池模块3的热量导出，防止其过热。所述24个电芯32 通过铜排34串联组成电池模块3，所述22个电池模块3通过软铜排(未示出) 并联组成电池包。

所述电池模块3的两端分别设有一凸起部35与凹陷部36，电池模块外壳30 的形状与其相适应。列与列之间的电池模块3首尾相接，通过凸起部35与凹陷 部36之间的相嵌实现固定，所述22个电池模块3之间通过有机硅胶7进行填充， 优选的，所述有机硅胶7的厚度为3mm。

由于有机硅胶7具有较强的憎水性，因此电池包中填充有机硅胶7可以达 到保护内部电子元件免受水或水汽侵蚀的效果，并结合防水接插件4，有效提 高电池包的防水防尘性能，可将电池包的防护等级由现有的IP45提升至IP67。

此外，有机硅胶7在460℃下时会发生分解，并产生阻燃气体，当电池包 处于极端环境时，有机硅胶7的耐高温性、及阻燃性可以延缓电池包燃烧爆炸 的时间，从而提高电池包的安全性，减少因电池包燃烧爆炸造成的损失。有 机硅胶7可在-50～220℃环境条件下长期保持弹性和机械性能，固化后硬度为 45～50A，通过在电池模块3的空隙中灌注有机硅胶7，改变了传统电池包中电 池模块3之间刚性接触的弊端，起到了缓冲的作用，减轻外部冲击对内部电池 和元器件的影响，提高了电池包的抗震性能。

同时，有机硅胶7固化后热传导系数为1.0W/M.K，是空气的40倍，因此 可以保证电池包内部的温度一致性。有机硅胶7具有环境亲和性，固化过程中 不会产生有毒有害物质，充分固化后的产物也对人无毒无害。有机硅胶7还具 有与火箭防烧蚀涂层材料相同的分子结构，具备较强的耐腐蚀性，即使个别 电芯漏液也不会对其他电芯产生影响。有机硅胶7还具较高的电绝缘性，击穿 电压为20kV/mm，可以有效对电池包进行绝缘保护。

本发明还提供一种提高电池包防护等级的方法，对所述电池包内部及电池 模块内部通过有机硅胶进行填充，对接插件采用防水设计。

优选的，所述有机硅胶的厚度为3mm。

综上所述，本发明的一种高防护等级电池包，电池包内部及电池模块内部 均通过有机硅胶进行填充，接插件采用防水设计，具有较高的防护等级。本发 明的提高电池包防护等级的方法，对所述电池包内部及电池模块内部通过有机 硅胶进行填充，对接插件采用防水设计，提高电池包的防护等级，以保证电池 包在户外环境下正常运行，操作简单，成本低。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案 和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于 本发明权利要求的保护范围。