[發(fā)明專利]一種具有損傷感知的復合材料動力電池包及其制備方法

在審

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• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107639858A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設計）人: 鄭傳祥;毛義華;張衛(wèi)平;吳嘉懿;連嬌愿;蘇航
• 申請（專利權）人: 浙江大學濱海產(chǎn)業(yè)技術研究院;浙江大學
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/72;B29C70/10;B29C70/88;H01M2/10;B29L31/34
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發(fā)明涉及一種動力電池包及其制備方法，特別是涉及一種具有損傷感知的復合材料動力電池包及其制備方法。

背景技術

動力電池包是電動汽車中用來安全承載動力電池的部件，其安全性十分重要，傳統(tǒng)動力電池包為鋼質材料，隨著電動汽車對各項指標的要求越來越高，汽車的輕量化成為一個主要的發(fā)展方向，其中電池包結構的輕量化也成為主要目標。目前電池包輕量化主要采用高強鋼、鋁合金及復合材料等作為輕量化新材料，效果非常顯著，尤其采用復合材料結構可以比傳統(tǒng)金屬材料減輕50%的重量，因此越來越被廣泛采用。

目前有關復合材料動力電池包專利主要有李瑞峰等的ZL201620578424.0 “一種動力電池包箱體結構”，其大部分結構由不同材料的板拼裝而成，不是一體化成形，因此強度及剛度有所下降；寧德時代新能源科技股份有限公司的ZL201621061423.5 “動力電池包上蓋結構”，提出了一種SMC復合材料動力電池上蓋，可以減輕電池包的重量，但是電池包本體結構仍然是金屬的；成都凱邁科技有限公司的ZL201320884689.X “一種復合材料電池保溫箱”，采用金屬、保溫層、復合材料對動力電池隔熱，便于電池的能熱管理與控制；美國US2014352886A1 “Battery pack case assembly for electric and hybrid vehicles using a plastic composite and a method for manufacturing the same”介紹了一種動力電池結構及制造方法；趙紫州的ZL201610188261.X “一種鋰電池包”，介紹一種用于鋰電池的改性碳纖維復合材料框架，有利于散熱，并且具有阻燃功能。復合材料動力電池包已有較多專利，但是具有損傷感知功能的專利還未見申請。

發(fā)明內容

為了克服背景技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種具有損傷感知的復合材料動力電池包及其制備方法，它具有實時感知電池包損傷、低成本、重量輕和可大批量生產(chǎn)的特點。

本發(fā)明采用的技術方案是：

一、一種具有損傷感知的復合材料動力電池包：

包括動力電池底座、上蓋、密封墊和電纜引出裝置；動力電池底座與上蓋接合處有密封墊，動力電池底座與上蓋和密封墊通過連接件壓緊密封；動力電池底座底部設置U型凹槽；動力電池底座和上蓋的底面及四周復合層中間均設有多條壓電傳感器；多條壓電傳感器一端集中于一個接插口處，另一端集中于另一個接插口處，兩個接插口用數(shù)據(jù)線分別與檢測儀表的兩端連接，動力電池底座的一個側壁孔內裝有電纜引出裝置。

所述電纜引出裝置，包括電纜引出管、兩個鎖緊螺母和兩個絕緣密封墊；電纜引出管裝在動力電池底座的一個側壁孔內，通過各自的鎖緊螺母和各自的絕緣密封墊分別擰緊于電纜引出管兩端的外螺紋上，兩個鎖緊螺母的一端都是帶有螺紋的開口，兩個鎖緊螺母的另一端是與各自電纜外套形成一體的電纜護套，鎖緊螺母和電纜護套均采用絕緣塑料制成；電纜引出管的外側結構與內側結構完全對稱一致，電纜引出管的內側和外側的電纜通過電纜引出管內的導線密封連接，電纜引出管內的導線有絕緣塑料固定。

所述動力電池底座和上蓋的底面及四周復合層均由內向外分別為內碳纖維層、傳感器層、玻璃纖維層和外碳纖維層；多條壓電傳感器敷設在傳感器層中。

所述多條壓電傳感器為電阻應變絲、壓電傳感器或壓電光柵。

二、一種具有損傷感知的復合材料動力電池包的制備方法，該動力電池底座和上蓋均采用由陰模和陽模組成的模具模壓，其中：

1) 動力電池底座的制備方法：

在成型前根據(jù)各部位承受載荷的大小，在陰模內按順序依次敷設脫模劑、外碳纖維層、玻璃纖維層、植入多條壓電傳感器的傳感器層及內碳纖維層；碳纖維層數(shù)、玻璃纖維層數(shù)和纖維角度按照載荷狀況計算確定；敷設好后置入涂有脫模劑的陽模并壓緊，待固化后取出，即為動力電池底座；

2) 上蓋的制備方法：

在成型前根據(jù)各部位承受載荷的大小，在陰模內按順序依次敷設脫模劑、外碳纖維層、玻璃纖維層、植入多條壓電傳感器的傳感器層及內碳纖維層；碳纖維層數(shù)、玻璃纖維層數(shù)和纖維角度按照載荷狀況計算確定；敷設好后置入涂有脫模劑的陽模并壓緊，待固化后取出，即為上蓋；

3) 電纜引出裝置的設置：

是在動力電池底座在成型之后，用粘結劑將電纜引出裝置粘結于動力電池底座一個側壁的預設開孔內。