CN105186065A - 一种电池与电池模组、以及加热管理系统 - Google Patents

一种电池与电池模组、以及加热管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电池，包括电池本体1以及通过紧固件3紧固在所述电池本体上的PTC加热器2，所述电池本体1与所述PTC加热器2之间没有紧密贴合。在电池本体1上通过紧固件3设置的PTC加热器2，使得电池本体1与所述PTC加热器2贴合，实现电池加热升温速度加快的技术效果。

Description

一种电池与电池模组、以及加热管理系统
技术领域
本发明涉及蓄能技术领域，尤其涉及动力电池技术领域。
背景技术
目前电动汽车一般采用动力电池组作为动力来源，一般的电池组在低温环境时，动力电池组的充电和放电受限制，并且动力电池组在低温下使用，会影响其寿命及可靠性。所以，当动力电池组在低温下使用时，必须通过外部加热时电池组温度达到合适的使用温度，但是，在加热动力电池组时，又要避免将其加热到过热，否则存在很大的安全隐患
此外，为了提高电动汽车使用便捷性，动力电池组在低温下需要快速被加热到可正常使用状态。动力电池组一般为多个电池模组组成，每个模组需要温度保持一致，否则会影响电池安全及使用寿命。
目前市场上动力电池加热多为热空气加热方式；本申请人在多次实验测试中发现，现有技术至少存在以下技术问题：
空气加热方式由加热器先对电池包内空气进行加热，再通过热空气对电池组进行加热；空气与电池组之间热传递效率低，电池组加热升温慢，效率低；热空气由温控系统保护温度不超过安全值，温控系统存在失效可能性，造成有安全风险；热空气在电池组内热量温度分布难以保持均匀，影响电池模组加热一致性；空气加热方式，热空气的热量一部分被电池组吸收，一部分被电池包外箱体吸收散失掉，导致能量利用率低，影响汽车的续航。
发明内容
本发明的其中一个目的是提出一种电池，解决了现有技术存在电池加热升温慢，效率低的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种电池，包括电池本体1以及通过紧固件3紧固在所述电池本体上的PTC加热器2，所述电池本体1与所述PTC加热器2之间紧密贴合。
优选地，所述紧固件3为螺杆。
优选地，所述电池本体1侧壁上还安装有温度传感器5，所述传感器用于检测所述电池的温度。
优选地，所述电池本体1与所述PTC加热器2之间设置有导热硅胶片4。
优选地，所述PTC加热器2包括散热件24，所述散热件24为带有多个腔体的板体，所述腔体均匀分布；所述腔体内设置有发热元件21，所述发热元件21外壁包裹有电极片22，所述电极片22与所述腔体内壁之间设置有绝缘材料23。
优选地，所述散热件24为铝制品。
优选地，所述发热元件21为陶瓷热敏电阻。
优选地，所述PTC加热器2还包括绝缘膜25，所述绝缘膜25设置在所述散热件24的表面。
本发明还提供了一种电池模组，所述电池模组包括上述电池，所述电池均匀分布。
本发明还提供了一种加热管理系统，所述加热管理系统包括上述电池模组，所述电池模组中的电池本体1的侧壁上还安装有温度传感器5，所述电池模组还包括BMS管理系统6，所述BMS管理系统6用于接收所述温度传感器5的温度信息，若所述BMS管理系统6接收到的温度信息高于第一设定温度，则BMS管理系统6控制所述PTC加热器2停止加热，若所述BMS管理系统6接收到的温度信息低于第二设定温度，则BMS管理系统6控制所述PTC加热器2启动加热。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
在电池本体1上通过紧固件3设置的PTC加热器2，使得电池本体1与所述PTC加热器2贴合，实现电池加热升温速度加快的技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1a为本发明实施例所提供的电池的第一实施例的示意图；
图1b为本发明实施例所提供的电池的第二实施例的示意图；
图1c为本发明实施例所提供的电池的第三实施例的示意图；
图2为本发明实施例所提供的电池的第四实施例的示意图；
图3为本发明实施例优选实施方式所提供的PTC加热器的示意图；
图3a为图3的A处的局部放大图；
图4为本发明实施例优选实施方式所提供的加热管理系统的示意图。
附图标记：
1-电池本体；2-PTC加热器；21-发热元件；22-电极片；23-绝缘材料；24-散热件；25-绝缘膜；3-紧固件；4-导热硅胶片；5-温度传感器；6-BMS管理系统。
具体实施方式
下面可以参照附图图1～图4以及文字内容理解本发明的内容以及本发明与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。需要说明的是：本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本发明的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本发明提供的任一技术手段进行替换或将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围，本发明的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案以及本领域技术人员将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的新的技术方案。
本发明实施例提供了一种电池与电池模组、以及加热管理系统。
下面结合图1～图4对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
如图1a～图1c所示，本发明实施例所提供的一种电池，包括电池本体1以及通过紧固件3紧固在所述电池本体上的PTC加热器2，所述电池本体1与所述PTC加热器2之间紧密贴合，在电池本体1上通过紧固件3设置的PTC加热器2，使得电池本体1与所述PTC加热器2贴合，实现电池加热升温速度加快的技术效果，以上效果可以通过升温加热实验进行验证，1是空气加热升温速度实验数据，表2是PTC加热升温速度，可以明显看出其升温速度大幅提升。
表1—空气加热升温速度
序号 0min 30min 60min 90min 120min 升温速率
1 -20℃ -17℃ -14℃ -12℃ -10℃ 0.083℃/min
2 -25℃ -21℃ -17℃ -13℃ -10℃ 0.12℃/min
表2—PTC加热升温速度
序号 0min 30min 60min 90min 120min 升温速率
1 -20℃ -10℃ 5℃ 9 12 0.26℃/min
2 -18℃ -8 1 10 18 0.3/min
如图1a所示，该PTC加热器2贴覆在电池本体1的侧壁上。如图1b所示，该PTC加热器2贴覆在电池本体1的两个相对的侧壁上，可以进一步提高电池加热升温速度。如图1c所示，该PTC加热器2贴覆在电池本体1的底壁上。
如图2所示，所述电池本体1侧壁上还安装有温度传感器5，所述传感器用于检测所述电池的温度,若所述电池的温度高于第一设定温度，则控制所述PTC加热器2停止加热，若电池的温度低于第二设定温度，则所述PTC加热器2启动加热。
所述电池本体1与所述PTC加热器2之间设置有导热硅胶片4，导热硅胶片可以填充加热器与电池模组之间的空隙，提高热交换效率及电池模组受热均匀性。
如图3所示，所述紧固件3为螺杆。
如图4所示，所述PTC加热器2包括散热件24，所述散热件24为铝制品，所述散热件24为带有多个腔体的板体，所述腔体均匀分布；每个腔体内设置有发热元件21，所述发热元件21为陶瓷热敏电阻，所述发热元件21外壁包裹有电极片22，所述电极片22与所述腔体内壁之间设置有绝缘材料23。PTC加热器2施加电压后，发热元件21制热并自我控温，热量通过电极片22、绝缘材料23传递至散热件24，高散热系数散热件24将热量均匀快速传递给电池模组，实现对电池模组的快速高效均匀加热。
所述PTC加热器2还包括绝缘膜25，所述绝缘膜25设置在所述散热件24的表面。绝缘膜25包裹散热件24，保证散热件24工作时表面不带电，处于绝缘状态，保证整个电池系统安全性。
本发明还提供了一种电池模组，所述电池模组包括多个上述的电池，所述电池均匀分布，所述电池之间电连接。
本发明还提供了一种加热管理系统，所述加热管理系统包括上述的电池模组，在所述电池模组中的电池本体1的侧壁上还安装有温度传感器5，所述电池模组还包括BMS管理系统6，所述BMS管理系统6用于接收所述温度传感器5的温度信息，若所述BMS管理系统6接收到的温度信息高于第一设定温度，则BMS管理系统6控制所述PTC加热器2停止加热，若所述BMS管理系统6接收到的温度信息低于第二设定温度，则BMS管理系统6控制所述PTC加热器2启动加热。这样就可以有效的保证电池模组的安全性能，同时避免热量的损失，节约能源。
上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。
同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种电池，包括电池本体(1)以及通过紧固件(3)紧固在所述电池本体上的PTC加热器(2)，所述电池本体(1)与所述PTC加热器(2)之间紧密贴合。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述紧固件(3)为螺杆。
3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池本体(1)侧壁上还安装有温度传感器(5)，所述传感器用于检测所述电池的温度。
4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池本体(1)与所述PTC加热器(2)之间设置有导热硅胶片(4)。
5.根据权利要求1至4任一项所述的电池，其特征在于，所述PTC加热器(2)包括散热件(24)，所述散热件(24)为带有多个腔体的板体，所述腔体均匀分布；所述腔体内设置有发热元件(21)，所述发热元件(21)外壁包裹有电极片(22)，所述电极片(22)与所述腔体内壁之间设置有绝缘材料(23)。
6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述散热件(24)为铝制品。
7.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述发热元件(21)为陶瓷热敏电阻。
8.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述PTC加热器(2)还包括绝缘膜(25)，所述绝缘膜(25)设置在所述散热件(24)的表面。
9.一种电池模组，其特征在于，所述电池模组包括多个如权利要求1至8任一项所述的电池，所述电池均匀分布。
10.一种加热管理系统，所述加热管理系统包括如权利要求9所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组中的电池本体(1)的侧壁上还安装有温度传感器(5)，所述电池模组还包括BMS管理系统(6)，所述BMS管理系统(6)用于接收所述温度传感器(5)的温度信息，若所述BMS管理系统(6)接收到的温度信息高于第一设定温度，则BMS管理系统(6)控制所述PTC加热器(2)停止加热，若所述BMS管理系统(6)接收到的温度信息低于第二设定温度，则BMS管理系统(6)控制所述PTC加热器(2)启动加热。
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