[实用新型]热防护层及电动汽车电池用热防护结构

说明书

本申请公开了一种热防护层及电动汽车电池用热防护结构，热防护层包括：硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡和包覆在所述硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡表层的碳纤维布，其中，包覆开口处通过碳纤维线或玻璃纤维线缝合连接。热防护层设置于各电芯之间、各电池模组之间或设置于电芯和电池模组之间、电池仓和其他空间仓之间。本申请的热防护层，利用碳纤维布包覆微纳米纤维硅基陶瓷气凝胶毡，无需粘结剂胶黏，能避免气凝胶复合材料毡掉粉问题，既能为电芯散热，又能防止电芯急剧热扩散影响到其他电芯，具有良好的隔热能力和稳定性。

技术领域

本申请涉及新能源汽车技术领域，特别是涉及一种热防护层及电动汽车电池用热防护结构。

背景技术

新能源汽车通过电池包来储存电能，驱动电机运转，让车辆正常行驶。电池包中电池能量储存部分与能量转化部分存在于同一空间，在过充电、针刺、碰撞情况下易引起连锁放热反应，造成冒烟、失火甚至爆炸等热失控事故。热失控是动力电池最严重的安全事故，直接威胁用户的生命安全。近年来，针对电池包的热失控传播问题主要通过热防护技术解决。除了在电池单体之间，电池模组之间以及电池箱与乘客舱之间也需要设置热防护，以提高热失控电芯向电池其他系统传热的热阻，从而达到阻碍热失控蔓延的目的。

目前动力电池系统热失控的研究，主要侧重于由单体电芯热失控触发继而传播到整个电池包的热失控安全问题方面。这是因为当某单体电芯触发热失控时，会产热量骤增，散热量远小于产热量，导致热量向周围电芯传递，会迅速引发周边电池大规模热失控，形成安全隐患。或者说，单体电芯的热失控是整个电池包热失控的源头，因此，我们主要讨论电芯间的热防护。电芯间的热防护是在电芯间增加隔热层，以阻断热失控从失控单体电芯向周围电芯传播，降低电池包的损害以及附带的破坏作用。

目前的通常做法是，采用气凝胶制成的毛毡作为电芯间的热防护层。但是现有的气凝胶毡都是复合材料，一般都是由气凝胶颗粒和其他耐热短纤维如玻纤、芳纶等均匀混合后用粘结剂粘结而成，其隔热能力不佳，且稳定性也不高，这给电动汽车的安全性带来了严重的隐患。首先，添加了粘结剂的气凝胶复合材料毡的高温极限一般不超过650℃，当电池温度达到800℃时，气凝胶复合材料的隔热作用失效，会使得电池的火势迅速蔓延导致车上人员的逃生时间大大减少；其次，粘结剂一般都是液态，这些液态的粘结剂会渗透进入气凝胶颗粒的微纳孔隙中，使得原本多孔的气凝胶的孔隙率下降，从而导致气凝胶的导热系数升高，影响气凝胶的隔热能力；现有气凝胶复合材料中的气凝胶是颗粒状态，这些微纳米颗粒结构松散，汽车在行驶中的颠簸极易造成气凝胶复合材料掉粉甚至结构坍塌，从而失去隔热能力。

实用新型内容

本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种热防护层，包括：硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡和包覆在所述硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡表层的碳纤维布，其中，包覆开口处通过碳纤维线或玻璃纤维线缝合连接。

可选地，所述硅基陶瓷微纳米纤维气凝胶毡的厚度为5-10mm。

可选地，所述碳纤维布的厚度为0.1-1.5mm。

可选地，所述碳纤维布为平纹布、斜纹布或缎纹布。

根据本申请的另一个方面，提供了一种电动汽车电池用热防护结构，采用所述的热防护层，并将其设置于各电芯之间、各电池模组之间或设置于电芯和电池模组之间、电池仓和其他空间仓之间。

本申请的热防护层，利用碳纤维布包覆微纳米纤维硅基陶瓷气凝胶毡，无需粘结剂胶黏，能避免气凝胶复合材料毡掉粉问题，既能为电芯散热，又能防止电芯急剧热扩散影响到其他电芯，具有良好的隔热能力和稳定性。