CN210337155U - 一种多功能复合板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能复合板。本实用新型的多功能复合板，包括从上至下依次设置的第一导热层、第一隔火层、绝热层、第二隔火层和第二导热层。本实用新型的多功能复合板，同时具有导热、隔火、绝热的功能，可有效解决电池组的散热导热以及热失控的兼容问题。

Description

一种多功能复合板

技术领域

本实用新型属于新能源汽车电池领域，具体涉及一种多功能复合板。

背景技术

近年来，新能源汽车因其节能和环保的特性被看好，主要由电池驱动***、电机***和电控***及组装等部分组成。从新能源汽车的成本构成看，电池驱动***占据了新能源汽车成本的30～45％，而动力锂电池又占据电池驱动***约75～85％的成本构成。

电池***是新能源汽车的重要组成部分，其中，电池的热相关问题是决定其使用性能、安全性、寿命及使用成本的关键因素。

首先，锂离子电池的温度水平直接影响其使用中的能量与功率性能。温度较低时，电池的可用容量将迅速发生衰减，在过低温度下(如低于0℃)对电池进行充电，则可能引发瞬间的电压过充现象，造成内部析锂并进而引发短路。

其次，锂离子电池的热相关问题直接影响电池的安全性。生产制造环节的缺陷或使用过程中的不当操作等可能造成电池局部过热，并进而引起连锁放热反应，最终造成冒烟、起火甚至***等严重的热失控事件，威胁到车辆驾乘人员的生命安全。

另外，锂离子电池的工作或存放温度影响其使用寿命。电池的适宜温度约在10～30℃之间，过高或过低的温度都将引起电池寿命的较快衰减。动力电池的大型化使得其表面积与体积之比相对减小，电池内部热量不易散出，更可能出现内部温度不均、局部温升过高等问题，从而进一步加速电池衰减，缩短电池寿命，增加用户的总拥有成本。

电池热管理***是应对电池的热相关问题，保证动力电池使用性能、安全性和寿命的关键技术之一。因此，开发一种同时具有导热、隔火、绝热多功能的复合板，用于有效解决电池组的散热导热以及热失控的兼容问题很有必要。

CN208538940U公开了一种电池包及含有该电池包的电动车辆，该实用新型的电池包，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。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，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，但其散热性能有待进一步提高。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种多功能复合板，同时具有导热、隔火、绝热的功能，可有效解决电池组的散热导热以及热失控的兼容问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种多功能复合板，包括从上至下依次设置的第一导热层、第一隔火层、绝热层、第二隔火层和第二导热层。

本实用新型的多功能复合板，使用时用于电池组件相邻电池之间的导热、隔火绝热，第一导热层和第二导热层的外侧分别与电池电芯相邻，即，第一导热层与一个电池电芯相邻，第二导热层与另一个电池电芯相邻；其中，第一导热层和第二导热层的设置使复合板具有良好的导热、散热功能，在电池温度较高时进行有效散热，防止产生热失控事故，在电池温度较低时进行预热，提升电池温度，确保低温下的充电、放电性能和安全性；第一隔火层和第二隔火层的设置，当电池组发生热失控时需要具有防止热蔓延的能力，保证乘客安全；绝热层的设置，减小了电池组内的温度差异，抑制局部热区的形成，防止高温位置处电池过快衰减降低电池组整体寿命。因此，本实用新型的多功能复合板，同时具有导热、隔火、绝热的功能，可有效解决电池组的散热导热以及热失控的兼容问题。

其中，所述第一导热层为铜层、石墨片层或铜层与石墨片层交替层叠设置。其中，所述的铜层与石墨片层交替层叠设置是指一层铜层与一层石墨片层交替设置，例如第一导热层为铜层、石墨片层层叠设置，第一导热层为铜层、石墨片层、铜层、石墨片层层叠设置，第一导热层为铜层、石墨片层、铜层、石墨片层、铜层、石墨片层层叠设置等，即以铜层、石墨片层为一个重复单位重复层叠设置。

其中，所述第一导热层的厚度为0.1～2mm，例如第一导热层的厚度为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm等。

其中，所述第一隔火层为云母层、玻纤层或云母层与玻纤层交替层叠设置，所述的云母层与玻纤层交替层叠设置是指一层云母层与一层玻纤层交替设置，例如第一导热层为云母层、玻纤层层叠设置，第一导热层为云母层、玻纤层、云母层、玻纤层层叠设置，第一导热层为云母层、玻纤层、云母层、玻纤层、云母层、玻纤层层叠设置等，即以云母层、玻纤层为一个重复单位重复层叠设置。云母隔热效果不太好，可以涂装发泡材料利用空气加强隔热效果，空气导热系数是0.024W/mK。同时，如果温度过低，云母可以复合电阻丝作为加热片来提供加热。

其中，所述第一隔火层的厚度为0.1～3mm，例如第一隔火层的厚度为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3mm等。

其中，所述绝热层为防火棉层、气凝胶层或防火棉层与气凝胶层交替层叠设置，所述的防火棉层与气凝胶层交替层叠设置是指一层防火棉层与一层气凝胶层交替设置，例如第一导热层为防火棉层、气凝胶层层叠设置，第一导热层为防火棉层、气凝胶层、防火棉层、气凝胶层层叠设置，第一导热层为防火棉层、气凝胶层、防火棉层、气凝胶层、防火棉层、气凝胶层层叠设置等，即以防火棉层、气凝胶层为一个重复单位重复层叠设置。其中，防火棉和气凝胶，两种材料隔热效果都很好，而且有弹性，可以调节电芯工作状态电芯热伸缩。由于有气孔不能阻隔火头，电芯侧面喷发无法阻挡，所以要在绝热层与电芯间加隔火层防喷射。

其中，所述绝热层的厚度为0.1～10mm，例如绝热层的厚度为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm等。

其中，所述第二导热层为铜层、石墨片层或铜层与石墨片层交替层叠设置，第一导热层与第二导热层可以相同，也可以不同。

其中，所述第二导热层的厚度为0.1～2mm，例如第二导热层的厚度为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm等。

其中，所述第二隔火层为云母层、玻纤层或云母层与玻纤层交替层叠设置，第一隔火层与第二隔火层可以相同，也可以不同。

其中，所述第二隔火层的厚度为0.1～3mm，例如第二隔火层的厚度为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3mm等。

本实用新型的多功能复合板，第一导热层、第一隔火层、绝热层、第二隔火层和第二导热层的具体组成不限于上述所列组合，还可以为各层材料的其他排列组合，总体作用是使得多功能复合板最大限度的发挥其导热、隔火、绝热的作用，用于解决电池组的热相关问题，保证动力电池的使用性能、安全性能，并最大限度地延长动力电池的使用寿命。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型的多功能复合板，同时具有导热、隔火、绝热的功能，可有效解决电池组的散热导热以及热失控的兼容问题；在电池温度较高时进行有效散热，防止产生热失控事故，在电池温度较低时进行预热，提升电池温度，确保低温下的充电、放电性能和安全性；减小了电池组内的温度差异，抑制局部热区的形成，防止高温位置处电池过快衰减降低电池组整体寿命；当电池组发生热失控时需要具有防止热蔓延的能力，保证乘客安全。

附图说明

图1为本实用新型的多功能复合板的结构示意图；

图2为本实用新型的第一优选方案的结构示意图；

附图说明如下：

1-第一导热层；11-铜层；12-石墨片层；

2-第一隔火层；21-云母层；22-玻纤层；

3-绝热层；31-防火棉层；32-气凝胶层；

4-第二隔火层；41-云母层；42-玻纤层；

5-第二导热层；51-铜层；52-石墨片层；

6-电池；7-散热片。

具体实施方式

下面结合图1至图2并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，本实用新型的多功能复合板，包括从上至下依次设置的第一导热层1、第一隔火层2、绝热层3、第二隔火层4和第二导热层5。

本实用新型的多功能复合板，第一导热层和第二导热层的外侧分别与电池相邻，其中，第一导热层和第二导热层的设置使复合板具有良好的导热、散热功能，在电池温度较高时进行有效散热，防止产生热失控事故，在电池温度较低时进行预热，提升电池温度，确保低温下的充电、放电性能和安全性；第一隔火层和第二隔火层的设置，当电池组发生热失控时需要具有防止热蔓延的能力，保证乘客安全；绝热层的设置，减小了电池组内的温度差异，抑制局部热区的形成，防止高温位置处电池过快衰减降低电池组整体寿命。因此，本实用新型的多功能复合板，同时具有导热、隔火、绝热的功能，可有效解决电池组的散热导热以及热失控的兼容问题。

本实用新型的多功能复合板，同时具有导热、隔火、绝热的功能，用于电池组时，防止热失控的效果比单独使用隔热材料的效果好，实现了工作状态温度均衡，发挥了电池电芯的最大使用效率，延长了使用寿命。

作为本实用新型的第一优选方案，用于电池组的导热、隔火、绝热时的结构如图2所示。其中，本方案的多功能复合板，包括从上至下依次设置的第一导热层1、第一隔火层2、绝热层3、第二隔火层4和第二导热层5，第一导热层1和第二导热层5均靠着电池6放置。第一导热层1、第二导热层5均为石墨片层，其厚度为0.5mm，石墨片层均衡了电池电芯本身的各部位温度，并把多余的热量输送给散热片7。第一隔火层2、第二隔火层4均为云母层，其厚度为1mm，云母层作为蓄热池，储存一部分热量缓解包内总体热量均衡，同时如有电芯侧面喷发时起到阻挡火焰的作用。绝热层3为防火棉层，其厚度为1.5mm，防火棉层工作状态吸收电芯热膨胀，热失控发生后阻隔对相邻电池电芯的热传导。同时，云母层也可以复合电阻丝作为加热片来提供加热，或云母层涂以发泡涂料来增强隔热效果。

作为本实用新型的第二优选方案，本方案的多功能复合板，包括从上至下依次设置的第一导热层1、第一隔火层2、绝热层3、第二隔火层4和第二导热层5，其中，第一导热层1为铜层11、石墨片层12交替层叠，第一隔火层2为云母层21、玻纤层22、云母层21、玻纤层22交替层叠，绝热层3为防火棉层31，第二隔火层4为云母层41，第二导热层5为铜层51、石墨片层52、铜层51、石墨片层52交替层叠。

作为本实用新型的第三优选方案，本方案的多功能复合板，包括从上至下依次设置的第一导热层1、第一隔火层2、绝热层3、第二隔火层4和第二导热层5，其中，第一导热层1为石墨片层12，第一隔火层2为云母层21、玻纤层22交替层叠，绝热层3为防火棉层31与气凝胶层32交替层叠，第二隔火层4为云母层41，第二导热层5为铜层51、石墨片层52、铜层51、石墨片层52交替层叠。

作为本实用新型的第四优选方案，本方案的多功能复合板，包括从上至下依次设置的第一导热层1、第一隔火层2、绝热层3、第二隔火层4和第二导热层5，其中，第一导热层1为铜层11，第一隔火层2为云母层21、玻纤层22、云母层21、玻纤层22交替层叠，绝热层3为防火棉层31、气凝胶层32、防火棉层31、气凝胶层32交替层叠，第二隔火层4为云母层41，第二导热层5为石墨片层52。

本实用新型的多功能复合板，同时具有导热、隔火、绝热的功能，可有效解决电池组的散热导热以及热失控的兼容问题；在电池温度较高时进行有效散热，防止产生热失控事故，在电池温度较低时进行预热，提升电池温度，确保低温下的充电、放电性能和安全性；减小了电池组内的温度差异，抑制局部热区的形成，防止高温位置处电池过快衰减降低电池组整体寿命；当电池组发生热失控时需要具有防止热蔓延的能力，保证乘客安全。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种多功能复合板，其特征在于，包括从上至下依次设置的第一导热层、第一隔火层、绝热层、第二隔火层和第二导热层。

2.根据权利要求1所述的多功能复合板，其特征在于，所述第一导热层为铜层、石墨片层或铜层与石墨片层交替层叠设置。

3.根据权利要求1或2所述的多功能复合板，其特征在于，所述第一导热层的厚度为0.1～2mm。

4.根据权利要求1所述的多功能复合板，其特征在于，所述第一隔火层为云母层、玻纤层或云母层与玻纤层交替层叠设置。

5.根据权利要求1或4所述的多功能复合板，其特征在于，所述第一隔火层的厚度为0.1～3mm。

6.根据权利要求1所述的多功能复合板，其特征在于，所述绝热层为防火棉层、气凝胶层或防火棉层与气凝胶层交替层叠设置。

7.根据权利要求1或6所述的多功能复合板，其特征在于，所述绝热层的厚度为0.1～10mm。

8.根据权利要求1所述的多功能复合板，其特征在于，所述第二导热层为铜层、石墨片层或铜层与石墨片层交替层叠设置。

9.根据权利要求1或8所述的多功能复合板，其特征在于，所述第二导热层的厚度为0.1～2mm。

10.根据权利要求1所述的多功能复合板，其特征在于，所述第二隔火层为云母层、玻纤层或云母层与玻纤层交替层叠设置；

所述第二隔火层的厚度为0.1～3mm。

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