CN105449313B - 用于动力电池的加热组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于动力电池的加热组件，包括：加热膜，所述加热膜罩设在所述动力电池上，所述加热膜包括：加热单元和设置在所述加热单元内外两侧的绝缘膜。根据本发明的加热组件可以对动力电池均匀稳定地加热，在一定程度上提高了动力电池的充电效率和使用寿命。

Description

用于动力电池的加热组件

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种用于动力电池的加热组件。

背景技术

目前电动汽车的动力电池普遍使用锂离子电池，锂离子电池在低温环境下的性能明显下降，如在0℃以下的环境中工作时，明显表现出放电能量小、充电电流微弱甚至不能充电、电池寿命骤降等缺陷，而上述缺陷显然都是影响电动汽车用户体验的至关重要因素。

为了克服上述缺陷，主流的方案是：电池先成组，然后在电池组的底端增加加热板，加热板通电后，利用加热板的热量加热电池。此种方案的缺点是：加热速度慢，电池温差大。温差大和加热速度慢影响了充电时间、充电效率、电池寿命及电池性能，所以现行的低温加热方法难以保证日益增长的新能源电动汽车发展需求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于动力电池的加热组件，该加热组件可以对动力电池均匀稳定地加热，在一定程度上提高了动力电池的充电效率和使用寿命。

根据本发明的用于动力电池的加热组件，包括：加热膜，所述加热膜罩设在所述动力电池上，所述加热膜包括：加热单元和设置在所述加热单元内外两侧的绝缘膜。

根据本发明的用于动力电池的加热组件，通过罩设在动力电池上的加热膜，可以对动力电池进行均匀稳定地加热，动力电池温升快，在一定程度上提高了动力电池的充电效率和电池使用寿命。

另外，根据本发明的用于动力电池的加热组件还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述加热单元包括：多条间隔均匀分布的电阻丝。

根据本发明的一个实施例，所述加热单元还包括：与多条所述电阻丝相连的连接端。

根据本发明的一个实施例，所述绝缘膜为透明的聚酰胺膜。

根据本发明的一个实施例，所述用于动力电池的加热组件还包括：用于连接充电机和所述加热单元的供电板。

根据本发明的一个实施例，所述供电板包括：铜排和包覆在所述铜排上的绝缘层，所述绝缘层上设置有与所述连接端正对的通孔，所述连接端穿过所述通孔与所述铜排相连。

根据本发明的一个实施例，所述供电板置于所述动力电池的极板上方。

根据本发明的一个实施例，所述绝缘膜的厚度为t1，所述t1满足：0.02mm≤t1≤0.05mm。

根据本发明的一个实施例，所述加热单元的厚度为t2，所述t2满足：t2≤0.1mm。

根据本发明的一个实施例，所述加热膜通过热贴合、胶粘或静电吸附的方法包裹在所述动力电池外侧。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的动力电池的示意图；

图2是根据本发明实施例的动力电池与加热膜配合的示意图；

图3是根据本发明实施例的供电板的示意图；

图4是根据本发明实施例的动力电池组的示意图；

图5是根据本发明实施例的加热膜的局部剖视图。

附图标记：加热膜110，加热单元111，绝缘膜112，连接端111a，供电板120，铜排121，绝缘层122，动力电池200。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

目前电动汽车的动力电池普遍使用锂离子电池，锂离子电池在低温环境下的性能明显下降，如在0℃以下的环境中工作时，明显表现出放电能量小、充电电流微弱甚至不能充电、电池寿命骤降等缺陷，而上述缺陷显然都是影响电动汽车用户体验的至关重要因素。

为了克服上述缺陷，通常的解决方案有两种：一种是从电池本身的技术上进行改进，改变材料组成，同时对电池充放电电流进行控制，但由于目前的电池水平不能从根本上得到突破，因此不能从根本上解决低温环境的性能骤降缺陷；另一种是目前普遍采用的解决方案，即通过在动力电池的周围环境使用加热机构对动力电池进行加热，使电池达到一个合理的温度区间后再进行充电和放电作业。

动力电池按照形状和外包装材料可分为三种类型；第一种软包、第二种圆形硬壳、第三种方形硬壳。针对方形电池的加热方案，主流的方案是：电池先成组，然后在电池组的底端增加加热板，加热板通电后，利用加热板的热量加热电池。此种方案的缺点是：加热速度慢，温差大。产生这些缺点的主要原因是：加热板只能与电池的一个面接触，热量只能通过传导方式从一个面上将热量传导给电芯；离加热板近的位置，温度高，且温度上升的快；离加热板远的位置，温度低，且温度上升的慢。温差大和加热速度慢影响了充电时间、充电效率、电池寿命及电池性能，所以现行的低温加热方法难以保证日益增长的新能源电动汽车发展需求。本发明专利颠覆了之前的技术方案，可以完美的解决以上问题。

下面结合图1至图5对本发明实施例的用于动力电池的加热组件进行详细描述。

根据本发明实施例的用于动力电池的加热组件可以包括加热膜110，加热膜110罩设在动力电池200上，加热膜110包括加热单元111和设置在加热单元111内外两侧的绝缘膜112。

与传统的对电池进行加热的外包材料不同，本发明实施例的加热膜110可以包覆动力电池200的大部分区域。例如，本发明的具体示例中，加热膜110包覆了动力电池200的除极板所在面的全部五个面。由此，加热膜110可以对动力电池200进行全方位的加热，加热快速、均匀。

加热单元111为加热膜110的发热元件，为动力电池200的温升提供热量，加热单元111可以为电阻丝，在加热单元111的内外两侧设置绝缘膜112，可以避免漏电、触电等事故的发生，提高加热组件的安全性能。

加热单元111的形状可以与动力电池200的外形大体相同，由此加热单元111可以与动力电池200大范围接触，可以快速对动力电池200进行加热，提升了动力电池200的加热效率。

需要说明的是，本发明实施例的加热膜110和动力电池200一一对应，每个动力电池组包括多块动力电池200，因此每个动力电池组需要多个加热膜110。由此，才能使每块动力电池200都能快速、均匀地被加热。

根据本发明实施例的用于动力电池的加热组件，通过罩设在动力电池200上的加热膜110，可以对动力电池200进行均匀稳定地加热，动力电池200温升快，在一定程度上提高了动力电池200的充电效率和电池使用寿命。

在本发明的一些实施例中，如图2和图4所示，加热单元111包括：多条间隔均匀分布的电阻丝。由此，可以对动力电池组进行均匀快速地加热。可选地，电阻丝可以为铜丝。

进一步地，如图2所示，加热单元111还包括与多条电阻丝相连的连接端111a。连接端111a用于连接电源与电阻丝，方便电流通过电阻丝以产生热量。连接端111a可以为电阻丝的一部分突出而形成，连接端111a可以与电阻丝为同一材质。

在本发明的具体示例中，每个加热单元111包括两组包覆单元，两组包覆单元间隔开一定距离，且每组包覆单元中包括多条电阻丝，每组包覆单元对应两个连接端111a，两个连接端111a分别对应电源的正负极。

在本发明的一些实施例中，绝缘膜112为透明的聚酰胺膜。聚酰胺膜具有良好的绝缘性，且厚度很薄，可以大大缩小加热膜110的整体厚度，进而在将加热膜110安装在动力电池200上时，至少在一定程度上降低了动力电池200的安装空间。

在本发明的一些实施例中，如图3和图4所示，用于动力电池200的加热组件还包括用于连接充电机和加热单元111的供电板120。充电机可以对电动汽车进行充电，同时也可以为加热单元111提供电能，使得加热单元111可以产生热量以对动力电池200进行加热。供电板120连接在加热单元111与充电机之间，充电机上的电能需要经过供电板120到达加热单元111。

具体地，如图3所示，供电板120包括铜排121和包覆在铜排121上的绝缘层122。铜排121为传输电能的导体，绝缘层122包覆在铜排121的外侧，可以避免出现漏电和误碰等意外发生，提高了加热组件的安全性能。

绝缘层122上设置有与连接端111a正对的通孔，连接端111a穿过通孔与铜排121相连。由此，充电机上的电能可以通过铜排121和连接端111a进入到加热单元111。

需要说明的是，供电板120为一个，每个加热单元111上的连接端111a都与供电板120上的铜排121相连。

在本发明的一些实施例中，加热膜110未包覆在动力电池200的极板，供电板120可以设置在动力电池200的极板上方。

当然，可以理解的是，供电板120也可以设置在其他位置，只要保证供电板120上的铜排121与加热膜110上的加热单元111相连即可。

供电板120上的铜排121可以通过焊接的方式与连接端111a相连，电池组上的多个加热单元111是采用并联还是串联的方式可以根据供电功率和加热膜110功率计算后选择。

优选地，本发明实施例的加热组件还包括温度拾取传感器，温度拾取传感器可以设置在动力电池200的极板附近，利用电池管理系统拾取温度并分析，管理系统可以根据电池的温度智能控制加热单元111的通断电来加热或停止加热。

在本发明的一些实施例中，绝缘膜112的厚度为t1，且t1满足：0.02mm≤t1≤0.05mm；加热单元111的厚度为t2，且t2满足：t2≤0.1mm。

由此，加热膜110的厚度可以薄至0.2mm甚至更薄。由于加热膜110的厚度较薄，加热膜110可以通过热贴合、胶粘或静电吸附的方法包裹在动力电池200的外侧。

综上所述，根据本发明实施例的加热组件的优点在于：1)加热膜110的厚度很薄，可达0.2mm，进而可充分提高动力电池200的空间利用率；2)加热膜110使动力电池200全方位地接近热源，动力电池200更均匀、温差更小；3)温差优化后，可提升动力电池200的寿命；4)可缩短动力电池200的加热时间，提升热效率；5)供电板120相比线束连接可提升供电经济性和可靠性；6)在将动力电池200成组前将加热膜110布置完成，可以降低成组时的工艺过程复杂性；7)加热膜110与供电板120的连接同在顶端，与主电连接在同一侧，便于实现生产自动化。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种用于动力电池的加热组件，其特征在于，包括：加热膜，所述加热膜罩设在所述动力电池上，所述加热膜包括：加热单元和设置在所述加热单元内外两侧的绝缘膜；

所述加热单元包括：多条间隔均匀分布的电阻丝，所述加热单元还包括：与多条所述电阻丝相连的连接端；

所述加热组件还包括：用于连接充电机和所述加热单元的供电板，所述供电板包括：铜排和包覆在所述铜排上的绝缘层，所述绝缘层上设置有与所述连接端正对的通孔，所述连接端穿过所述通孔与所述铜排相连。

2.根据权利要求1所述的用于动力电池的加热组件，其特征在于，所述绝缘膜为透明的聚酰胺膜。

3.根据权利要求1所述的用于动力电池的加热组件，其特征在于，所述供电板置于所述动力电池的极板上方。

4.根据权利要求1所述的用于动力电池的加热组件，其特征在于，所述绝缘膜的厚度为t1，所述t1满足：0.02mm≤t1≤0.05mm。

5.根据权利要求4所述的用于动力电池的加热组件，其特征在于，所述加热单元的厚度为t2，所述t2满足：t2≤0.1mm。

6.根据权利要求5所述的用于动力电池的加热组件，其特征在于，所述加热膜通过热贴合、胶粘或静电吸附的方法包裹在所述动力电池外侧。