CN105720322B - 一种电池模组加热装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池模组加热装置，包括上、下壳体、电芯、相变体、加热件和控制器，所述上壳体和下壳体可拆卸连接，内部形成空置容腔，所述电芯、相变体和加热件设于所述空置容腔内；所述相变体包覆于所述电芯外部，所述加热件设于所述相变体上，所述加热件的电源输入端通过导线与所述控制器的输出端连接，所述控制器设于所述上壳体或下壳体上。还提供了一种电池模组加热装置的制造方法。本发明的加热件被均匀包覆于相变体内，当需要对电芯进行加热时，控制器发出信号使加热件发热，并将热量传递到相变体上，进而传递到电芯上，加热均匀且快速，实现对电芯进行加热的目的，具有加热均匀、散热热阻小和工作稳定的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及电池热管理技术领域，尤其是指一种电池模组加热装置及其制造方法。
背景技术
随着世界经济的发展，随着各国对能源需求量的增长和环境保护意识的增强，许多以石油作为能源动力的工具或设备采用电力为驱动能源，二次功率型充电电池由于放电倍率大且输出功率大而越来越多地被应用于储能系统和动力供给系统。现有二次电池在进行充电和放电是由其一系列复杂的化学反应过程来完成，充放电过程中的剧烈化学反应会伴随着大量的热量产生并集聚在电池内部，在温度较高的环境中，容易温度过高而导致失去放电性能，甚至严重时会引起火安全事故；而在温度较低的情况下，电池内的离子活动性被极大地减弱，使电池充放电不稳定和使用的寿命的降低。
现有对二次充电电池加热的技术方案主要有两种：一、采用电阻丝加热空气，再将热空气通过风机吹送到电池表面上进行加热；二、利用发热板或者发热膜包裹住电池进行加热。对于第一种技术方案来说，利用电阻丝加热的方式无法均匀地对电池内的每个电芯进行加热，容易导致电池内部温差大而影响电池的工作稳定性。而对于利用加热板或发热膜包裹电池进行加热的方式，但是因其包裹在电池表面从而增加电池散热热阻，导致电池温度升高。
发明内容
本发明的目的在于解决现有二次电池加热结构存在的容易出现电池内部温差大和电池散热效果差的问题，提供一种加热均匀、散热热阻小和工作稳定的的电池模组加热装置及其制造方法。
本发明的目的可采用以下技术方案来达到：
一种电池模组加热装置，包括上、下壳体、电芯、相变体、加热件和控制器，所述上壳体和下壳体可拆卸连接，内部形成空置容腔，所述电芯、相变体和加热件设于所述空置容腔内；所述相变体包覆于所述电芯外部，所述加热件设于所述相变体上，所述加热件的电源输入端通过导线与所述控制器的输出端连接，所述控制器设于所述上壳体或下壳体上。
作为一种优选的方案，所述加热件为“T”型结构，所述加热件包括加热板和设于加热板上的针脚，所述针脚固定插装入所述相变体内。
作为一种优选的方案，所述加热件为网状结构，且设于所述相变体内。
作为一种优选的方案，所述加热板与电芯的正、负极面之间设有绝缘体。
作为一种优选的方案，所述加热件设为两个，且分别设于所述相变体的上、下两端内。
作为一种优选的方案，所述上壳体或下壳体的外表面上设有用于防止电芯过度充电或放电的电路保护板。
作为一种优选的方案，所述电路保护板通过胶水粘贴于所述上壳体或下壳体上。
一种电池模组加热装置的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将电芯布置在下壳体内部，并将上壳体盖合到下壳体上，形成空置容腔；
2)将加热件放置在空置容腔内，用熔融状态的相变体灌注入空置容腔；
3)相变体冷却将加热件和电芯包裹在相变体内；
4)在上壳体或下壳体上通过胶贴的方式安装控制器和电路保护板，将控制器和电路保护板通过导线分别连接到加热件和电芯上。
作为一种优选的方案，所述步骤2)的具体内容为：所述加热件为“T”型结构，所述加热件包括加热板和设于加热板上的针脚，所述上壳体上设有通孔；将加热件的针脚沿着上壳体的通孔插入相变体内。
作为一种优选的方案，所述步骤2)的具体内容为：所述加热件为网状结构，且设于所述相变体内，将网状的加热件放置在空置容腔内,相变体冷却将整个网状的加热件凝固到相变体内。
实施本发明，具有如下有益效果：
1、本发明的加热件被均匀包覆于相变体内，当需要对电芯进行加热时，控制器发出信号使加热件发热，并将热量传递到相变体上，进而传递到电芯上，加热均匀且快速，实现对电芯进行加热的目的。
2、本发明的方法通过控制器控制加热板和针脚对电芯进行均匀加热，可快速且准确地使电芯工作在适宜的温度范围。而在高温环境下，电芯可以通过相变体的相变潜热吸收热量而降低温度，使得电芯表面的温差小于5℃。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明电池模组加热装置及其制造方法的实施例1的第一结构示意图；
图2是本发明电池模组加热装置及其制造方法的实施例1的第二结构示意图；
图3是本发明电池模组加热装置及其制造方法的实施例2的第二结构示意图；
图4是本发明电池模组加热装置及其制造方法的实施例2的第二结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
参照图1和图2，本实施例涉及电池模组加热装置，包括上、下壳体(1、2)、电芯3、相变体4、加热件5和控制器6，所述上壳体1和下壳体2可拆卸连接，内部形成空置容腔，所述电芯3、相变体4和加热件5设于所述空置容腔内；所述相变体4包覆于所述电芯3外部，所述加热件5设于所述相变体4上，所述加热件5的电源输入端通过导线与所述控制器6的输出端连接，所述控制器6设于所述上壳体1或下壳体2上。所述相变体4由石墨/石蜡和高分子材料复合而成。由于加热件5被均匀包覆于相变体4内，当需要对电芯3进行加热时，给加热件5进行通电，使加热件5发热，并将热量传递到相变体4上，进而传递到电芯3上，加热均匀且快速，实现对电芯3进行加热的目的。更佳的，所述控制器6控制输出方波电压到加热件5上，形成间歇式加热结构；通过间歇性加热，可进一步提高加热的均匀性，保护电芯3的温度不超过规定值，起到保护电芯3的作用。
所述加热件5为“T”型结构，所述加热件5包括加热板51和设于加热板51上的针脚52，所述针脚52固定插装入所述相变体4内。所述针脚52设为多个，且均匀分布于所述加热板51上。由于针脚52均匀插入相变体4内，在针脚52发热时，热量能直接且快速地传递到相变体4内，从而使被包裹于相变体4内的电芯3较快受热，提高加热的均匀性和效率。
所述加热板51与电芯3之间设有绝缘体7。所述绝缘体7为矽胶，或橡胶，或硅胶。该绝缘体7可起到将加热板51与电芯3进行隔离的作用，防止出现加热板51与电芯3接触而造成短路而损坏的问题。
所述上壳体1或下壳体2的外表面上设有用于防止电芯3过度充电或放电的电路保护板8。通过电路保护板8对电芯3的充电或放电的电流和电压进行检测，在充电或放电的电流和电压超过设定值时，自动断开充电或放电，起到保护电芯3而延长其使用寿命的作用。
为了方便电路保护板8的安装和拆卸，所述电路保护板8通过胶水粘贴于所述上壳体1或下壳体2上。
本实施例还提供一种电池模组加热装置的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将电芯3布置在下壳体2内部，并将上壳体1盖合到下壳体2上，形成空置容腔；
2)将加热件放置在空置容腔内，用熔融状态的相变体灌注入空置容腔；
3)将“T”型的加热件的针脚52沿着上壳体的通孔插入相变体内,相变体4冷却将针脚52凝固到相变体4内。
4)在上壳体1或下壳体2上通过胶贴的方式安装控制器6和电路保护板，将控制器6和电路保护板通过导线分别连接到“T”型的加热件和电芯3上。
该方法通过控制器6控制加热板51和针脚52对电芯3进行均匀加热，可快速且准确地使电芯3工作在适宜的温度范围。而在高温环境下，电芯3可以通过相变体4的相变潜热吸收热量而降低温度，使得电芯3表面的温差小于5℃。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上，作为对加热件5的改进，如图3和图4所示，所述加热件5为网状结构，且设于所述相变体4内。所述加热件5设为两个，且分别设于所述相变体4的上、下两端内。所述网状的加热件为电阻丝或发热碳纤维编制而成，其厚度为0.5mm-2mm。该网状的加热件均匀分布于相变体4内，可将发出的热量更均匀地传递到电芯3上，解决了利用电阻丝加热的方式无法均匀地对电池内的每节电芯3进行加热，容易导致电池内部温差大而影响电池的工作稳定的问题。
本实施例还提供一种电池模组加热装置的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将电芯3布置在下壳体2内部，并将上壳体1盖合到下壳体2上，形成空置容腔；
2)将加热件放置在空置容腔内，用熔融状态的相变体4灌注入空置容腔；
3)将网状的加热件放置在空置容腔内,相变体冷却将整个网状的加热件凝固到相变体内；
4)在上壳体1或下壳体2上通过胶贴的方式安装控制器6和电路保护板，将控制器6和电路保护板通过导线分别连接到网状的加热件和电芯3上。
该方法通过控制器6控制网状加热件对电芯3进行均匀加热，可快速且准确地使电芯3工作在适宜的温度范围。而在高温环境下，电芯3可以通过相变体4的相变潜热吸收热量而降低温度，使得电芯3表面的温差小于5℃。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种电池模组加热装置，其特征在于：包括上、下壳体、电芯、相变体、加热件和控制器，所述上壳体和下壳体可拆卸连接，内部形成空置容腔，所述电芯、相变体和加热件设于所述空置容腔内；所述相变体包覆于所述电芯外部，所述加热件设于所述相变体上，所述加热件的电源输入端通过导线与所述控制器的输出端连接，所述控制器设于所述上壳体或下壳体上；所述加热件为“T”型结构，所述加热件包括加热板和设于加热板上的针脚，所述针脚固定插装入所述相变体内。
2.根据权利要求1所述的一种电池模组加热装置，其特征在于：所述加热件为网状结构，且设于所述相变体内。
3.根据权利要求1所述的一种电池模组加热装置，其特征在于：所述加热板与电芯的正极和负极面之间均设有绝缘体。
4.根据权利要求2所述的一种电池模组加热装置，其特征在于：所述加热件设为两个，且分别设于所述相变体的上、下两端内。
5.根据权利要求1所述的一种电池模组加热装置，其特征在于：所述上壳体或下壳体的外表面上设有用于防止电芯过度充电或放电的电路保护板。
6.根据权利要求5所述的一种电池模组加热装置，其特征在于：所述电路保护板通过胶水粘贴于所述上壳体或下壳体上。
7.基于权利要求1-6中任意一项所述的一种电池模组加热装置的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将电芯布置在下壳体内部，并将上壳体盖合到下壳体上，形成空置容腔；
2)将加热件放置在空置容腔内，用熔融状态的相变体灌注入空置容腔；
3)相变体冷却将加热件和电芯包裹在相变体内；
4)在上壳体或下壳体上通过胶贴的方式安装控制器和电路保护板，将控制器通过导线连接到加热件上，将电路保护板通过导线连接到电芯上。
8.根据权利要求7所述的一种电池模组加热装置的制造方法，其特征在于：所述步骤2)的具体内容为：所述加热件为“T”型结构，所述加热件包括加热板和设于加热板上的针脚，所述上壳体上设有通孔；将加热件的针脚沿着上壳体的通孔插入相变体内。
9.根据权利要求7所述的一种电池模组加热装置的制造方法，其特征在于：所述步骤2)的具体内容还包括：所述加热件为网状结构，且设于所述相变体内，将网状的加热件放置在空置容腔内；所述步骤3)的具体内容还包括：相变体冷却将整个网状的加热件凝固到相变体内。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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