一种新能源电池包用高抗冲防刺穿连续纤维增强热塑性防护板的制作方法

1.本实用新型属于复合防护板领域，具体涉及一种新能源电池包用高抗冲防刺穿连续纤维增强热塑性防护板。


背景技术：

2.传统的用于新能源汽车电池包用防护板为玻璃钢材料或不锈钢材制备，但玻璃钢制备工艺不环保，且成型后不能够回收循环利用，传统钢材比重大，不能够满足新能源汽车的轻量化需求。复合材料特别是连续纤维增强树脂基复合材料具有轻质高强、可回收以及能够一体化进行结构设计与制造等优点，以其代替玻璃钢材料或不锈钢材制造新能源汽车电池包用防护板，符合实现整车的轻量化的发展方向，利用连续纤维增强树脂基复合材料作为电池包用防护板的防护层能有效防护电池包在车辆行驶过程中遭受的冲击和碰撞，但是如果遇尖刺物，例如路上尖锐的石头、钉子、钢丝或者铁丝容易被刺穿造成电池包损坏甚至着火或爆炸。


技术实现要素：

3.本实用新型的具体实施方式通过利用连续纤维增强树脂基复合材料结合防穿刺材料设计具有轻质高强防穿刺的新能源电池包用高抗冲防刺穿连续纤维增强热塑性防护板结构，具体方案如下：
4.一种新能源电池包用高抗冲防刺穿连续纤维增强热塑性防护板，所述防护板包括抗冲层一、防穿刺层、缓冲层和防护层；
5.所述防穿刺层位于抗冲层一与缓冲层之间，所述缓冲层位于防穿刺层与防护层之间；所述抗冲层一与防护层分别包括一层以上的连续纤维增强热塑性复合材料层。
6.可选的，所述防穿刺层选自于钢板、钢丝网、超高分子量聚乙烯织物和芳纶织物中的至少一种。
7.可选的，所述防护板包括防护区和装配区，所述装配区设置有安装孔。
8.可选的，所述防护区与装配区通过装配区热压下凹形成凸凹结构。
9.可选的，所述抗冲层一与防穿刺层之间具有胶膜层一，所述胶膜层一用于粘接抗冲层一与防穿刺层。
10.可选的，所述防穿刺层与缓冲层之间具有胶膜层二，所述胶膜层二用于粘接防穿刺层与缓冲层。
11.可选的，在所述缓冲层与防穿刺层之间还设置有抗冲层二，所述抗冲层二包括一层以上的连续纤维增强热塑性复合材料层。
12.可选的，所述连续纤维增强热塑性复合材料层为连续纤维增强编织布、连续纤维树脂增强混编布或连续纤维增强热塑性预浸带。
13.可选的，所述纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维或凯夫拉纤维。
14.可选的，所述连续纤维增强热塑性复合材料层的树脂基体为聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚苯硫醚或聚醚醚酮中的一种或多种。
15.可选的，所述缓冲层为硬质发泡材料或蜂窝结构。
16.可选的，所述连续纤维增强热塑性复合材料层的阻燃性为v0级。
17.可选的，所述防护板用于设置于电池包的下侧，所述防护板中抗冲层一位于最外层。
18.本实用新型具体实施方式的新能源电池包用高抗冲防刺穿连续纤维增强热塑性防护板，通过在所述防护板的抗冲层一与缓冲层之间设置穿刺层，从而可有效防止遇尖刺物刺穿防护板造成电池包损坏。
附图说明
19.图1为本实用新型第一具体实施方式结构示意图；
20.图2为本实用新型第二具体实施方式结构示意图；
21.图3为本实用新型第三具体实施方式结构示意图；
22.图4为本实用新型第四具体实施方式结构示意图；
23.图5为本实用新型第五具体实施方式结构示意图；
24.图6为本实用新型第六具体实施方式结构示意图。
具体实施方式
25.本实用新型具体实施方式提供一种新能源电池包用高抗冲防刺穿连续纤维增强热塑性防护板，所述防护板包括抗冲层一、防穿刺层、缓冲层和防护层；所述防穿刺层位于抗冲层一与缓冲层之间，所述缓冲层位于防穿刺层与防护层之间；所述抗冲层一与防护层分别包括一层以上的连续纤维增强热塑性复合材料层。本实用新型具体实施方式的新能源电池包用高抗冲防刺穿连续纤维增强热塑性防护板通过在所述防护板的抗冲层一与缓冲层之间设置穿刺层，从而可有效防止遇尖刺物刺穿防护板造成电池包损坏。
26.以下结合附图1-6对本实用新型具体实施方式的新能源电池包用高抗冲防刺穿连续纤维增强热塑性防护板做进一步说明。
27.本实用新型具体实施方式的防护板，如图1，所述防护板包括抗冲层一1、防穿刺层2、缓冲层3和防护层4；所述防穿刺层2位于抗冲层一1与缓冲层3之间，所述缓冲层3位于防穿刺层2与防护层4之间；所述抗冲层一1与防护层4分别包括一层以上的连续纤维增强热塑性复合材料层。
28.本实用新型具体实施方式的防护板，在一些具体实施方式中，所述防穿刺层2选自于钢板、钢丝网、超高分子量聚乙烯织物和芳纶织物中的至少一种，例如，在一些实施方式中，所述防穿刺层2为一层钢板，在一些具体实施方式中，所述防穿刺层2为超高分子量聚乙烯织物与芳纶织物的双层织物复合层。
29.本实用新型具体实施方式的防护板，如图1，所述防护板包括防护区7和装配区6，所述装配区6设置有安装孔5。在一些具体实施方式中，如图1，所述防护区7和装配区6为平齐的一体结构，如图2-3，在一些具体实施方式中，所述防护区7与装配区6通过装配区热压下凹形成凸凹结构，即，所述装配区6通过热压下凹形成低于防护区7的凸凹结构，通过下凹
的所述装配区6设置安装孔5可更好的配合电池组件或车辆孔位进行安装、紧固，所述装配区6可具体根据电池组件或车辆的安装位置要求进行所述下凹设置，例如，在一些具体实施方式中，如图2，所述下凹的装配区6为所述防护板的四周区域，在一些具体实施方式中，如图3，所述下凹的装配区6包括所述防护板的四周区域及中线区域。
30.本实用新型具体实施方式的防护板，在一些具体实施方式中，所述缓冲层3为蜂窝材料层或硬质发泡材料层，考虑到更有有效的对冲击能量的吸收，如图4，在一些具体实施方式中所述缓冲层3为蜂窝材料层，所述蜂窝材料层，可以是铝蜂窝层或者树脂材料蜂窝层比如芳纶蜂窝层，所述蜂窝的形状例如可以为圆孔蜂窝、六角蜂窝或菱形蜂窝等，考虑到对冲击量的更为有效吸收，在一些具体实施方式中，所述蜂窝的孔径为5～10mm，蜂窝的结构密度为80～200kg/m3。
31.本实用新型具体实施方式的防护板，如图5或图6，在一些具体实施方式中，在所述缓冲层3与防穿刺层2之间还设置有抗冲层二8，所述抗冲层二8包括一层以上的连续纤维增强热塑性复合材料层。
32.本实用新型具体实施方式的防护板，在一些具体实施方式中，所述防穿刺层2为全面板防护，在一些具体实施方式中，如图6，所述防穿刺层2为局部防护。
33.本实用新型具体实施方式的防护板，在一些具体实施方式中，所述抗冲层一1与防穿刺层2之间具有胶膜层一，所述胶膜层一用于粘接抗冲层一与防穿刺层。
34.本实用新型具体实施方式的防护板，在一些具体实施方式中，所述防穿刺层2与缓冲层3之间具有胶膜层二，所述胶膜层二用于粘接防穿刺层与缓冲层。
35.本实用新型具体实施方式的防护板，在一些具体实施方式中，所述抗冲层二8与防穿刺层2之间具有胶膜层三，所述胶膜层三用于粘接抗冲层二与防穿刺层。
36.本实用新型具体实施方式的防护板，在一些具体实施方式中，所述缓冲层3与所述防护层4之间具有胶膜层四，所述胶膜层四用于粘接缓冲层3与防护层4，在一些具体实施方式中，所述缓冲层3与所述防护层4通过熔融热压连接。
37.本实用新型具体实施方式的防护板，在一些具体实施方式中，所述缓冲层3与所述抗冲层二8之间具有胶膜层五，所述胶膜层五用于粘接缓冲层3与抗冲层二8，在一些具体实施方式中，所述缓冲层3与所述抗冲层二8通过熔融热压连接。
38.本实用新型具体实施方式的防护板，在一些具体实施方式中，形成所述抗冲层一1、抗冲层二8以及防护层4的连续纤维增强热塑性复合材料层为具有相同树脂基体及连续纤维的连续纤维增强热塑性复合材料层，在一些具体实施方式中，形成所述抗冲层一1、抗冲层二8以及防护层4的连续纤维增强热塑性复合材料层为具有完全不同的树脂基体及连续纤维的连续纤维增强热塑性复合材料层。
39.本实用新型具体实施方式的防护板，在一些具体实施方式中，在一些具体实施方式中，所述抗冲层一1具有与防护层4一致的厚度，在一些具体实施方式中，考虑到对所述防护板抗冲强度的优化设计，所述抗冲层一1的厚度大于所述防护层4的厚度。
40.本实用新型具体实施方式的防护板，在一些具体实施方式中，所述防护板的厚度为5～20mm，所述抗冲层一1的厚度为3～14mm，所述防穿刺层2的厚度为0.3～1mm,所述缓冲层3的厚度为3～14mm，所述防护层4的厚度为0.5～5mm，具体的，可以根据电池包、各层材质的选择、防护等级等进行具体厚度的设计。
41.本实用新型具体实施方式的防护板，在一些具体实施方式中，所述连续纤维增强热塑性复合材料层为连续纤维增强编织布、连续纤维树脂增强混编布或连续纤维增强热塑性预浸带。
42.本实用新型具体实施方式的防护板，在一些具体实施方式中，所述编织布、混编布为不同编制方法的织物，包括平纹织物、斜纹织物、缎纹织物等，其厚度、树脂材质、纤维材质可根据防护等级搭配选用。
43.本实用新型具体实施方式的防护板，在一些具体实施方式中，所述连续纤维增强热塑性预浸带为连续纤维预浸带通过不同角度铺层如0
°
/90
°
或者0
°
/45
°
等铺层热复合得到。
44.本实用新型具体实施方式的防护板，在一些具体实施方式中，所述纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维或凯夫拉纤维等。
45.本实用新型具体实施方式的防护板，在一些具体实施方式中，所述续纤维增强热塑性复合材料层中的树脂基体为聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯等)、聚酰胺(例如尼龙6、尼龙66、尼龙610等)、聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等)、聚碳酸酯、聚苯硫醚或聚醚醚酮等。
46.本实用新型具体实施方式的防护板，为了防止冲击、撞击或其它原因引发着火，从而引起电池的爆炸，在一些具体实施方式中，所述连续纤维增强热塑性复合材料层设置阻燃性为v0级，具体来说，所述续纤维增强热塑性复合材料层中的树脂基体添加有阻燃剂，使连续纤维增强热塑性复合材料层的阻燃性能达到v0级。
47.本实用新型具体实施方式的防护板，在一些具体实施方式中，所述续纤维增强热塑性复合材料层，其热塑性树脂的重量份为25-50wt％，连续纤维的重量份为50～75wt％。
48.本实用新型具体实施方式的防护板，在一些具体实施方式中，所述防护板可以够抵抗直径25mm的9.5kg球体，以150j、200j、300j能量，垂直冲击护板表面，防护层4无明显开裂损伤。
49.本实用新型的具体实施方式还提供一种电池包，所述电池包括以上任一所述的防护板，其中，所述防护板位于所述电池包的下侧，所述防护板中抗冲层一1位于最外层，所述防护板位于所述电池包的下侧是指使用状态下所述防护板处于所述电池包的下侧位置，通过以上设计，防护层4与电池包或装载有电池包的托盘接触对其进行承载和支撑，抗冲层一1和防穿刺层2分别位于最外的第一层和第二层，可最有效避免车辆运行中由于撞击、起伏等对电池直接冲击，以及针刺、钉刺等尖锐物体刺穿对电池造成损伤，缓冲层3可缓冲和吸收部分的冲击能量。
50.虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。