CN105789734A - 一种用于电池系统加热的装置和具有该装置的新能源汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于电池系统加热的装置和具有该装置的新能源汽车，其中，用于电池系统加热的装置包括：包括：电源；第一加热组件，其一端和所述电源相连，另一端和加热接触器串联，该第一加热组件包含并联的、分别与所述电池系统的不同部位分别贴合的第一加热片和多个第一辅助加热片，其中，所述第一加热片包含第一电阻，所述多个第一辅助加热片中的每一者包含温控开关和与之串联的第一辅助电阻；加热接触器，其一端和所述电源相连，另一端和所述第一加热组件串联；控制器，其用于当所述电池系统在低温状态下启动时，控制所述加热接触器闭合。本发明实施例的用于电池系统加热的装置加热效率高、加热均匀、结构简单易实现并且空间利用率高。

Description

一种用于电池系统加热的装置和具有该装置的新能源汽车
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种用于电池系统加热的装置和具有该装置的新能源汽车。
背景技术
电池作为新能源汽车的核心供电组件，其性能直接关系到整个系统的工作稳定性。特别的，在低温条件下，电池的温度特性至关重要。普通电池的温度特性并不理想，低温会导致电池性能大幅度恶化。目前，用于电池系统的加热装置有以下几种方式。
申请号为201110420521.9的发明介绍了“一种带有加热功能的电池系统”，该方案存在如下弊端：1)由于该系统利用风机将热量带到电池，导致远离风道的电池加热效果差，加热不均匀；2)该系统通过导热管风机等单元构成，占用很多空间，空间利用率低；3)该系统包含绝热的外壳、导热管、风机、燃烧器等部件，结构复杂；4)由于存在明火，而且电池本身就必须考虑安全性，该系统在国标要求的试验中存在很大的安全隐患。
申请号为201420590617.9的发明中介绍了“一种带加热功能的电池模组”，主要介绍了一种模组的加热方式，但是其存在如下缺陷：1)由于每个电芯的位置、散热量都不同，因此即使加热片相同，电池的各部分温度差距也很大；2)此加热装置需要限位槽固定电池的位置，通过固定卡角及电池来固定加热膜位置，加热膜与电池非紧密接触，因此加热效率低。
申请号为201380025085.2的发明中介绍了“电池加热装置”，其主要通过降电流的方式控制温升，该方案同样存在如下弊端：1)虽然该装置通过降电流的方式改变了加热效率，但其仍然是整体控制，不能控制电池的局部加热功率，因此加热不均匀；2)该装置通过降电流的方式可缓解局部温差过大，但代价是加热时间相对延长，因此加热效率低。
因此，相关技术需要进行改进。
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，本发明的一个目的在于提出一种用于电池系统加热的装置，由于该装置与电池系统直接贴合，并能够通过温控开关控制加热片的开关，因此加热效率高、加热均匀、结构简单易实现并且空间利用率高。
本发明的第二个目的在于提出一种新能源汽车。
为了实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种用于电池系统加热的装置，包括：电源；第一加热组件，其一端和所述电源相连，另一端和加热接触器串联，该第一加热组件包含并联的、分别与所述电池系统的不同部位分别贴合的第一加热片和多个第一辅助加热片，其中，所述第一加热片包含第一电阻，所述多个第一辅助加热片中的每一者包含温控开关和与之串联的第一辅助电阻；加热接触器，其一端和所述电源相连，另一端和所述第一加热组件串联；控制器，其用于当所述电池系统在低温状态下启动时，控制所述加热接触器闭合。
本发明实施例的用于电池系统加热的装置，其中加热片与电池系统的各个部分直接贴合，并由温控开关来控制其开通和关断，因此加热效率高、加热均匀且结构简单易实现。另外，由于该装置的加热组件紧贴电池表面，所占空间仅为加热片的厚度，因此该装置的空间利用率也很高。
根据本发明的一个实施例，所述装置还包括：第N加热组件，其与所述第一加热组件串联，该第N加热组件包含并联的、分别与所述电池系统的不同部位分别贴合的第N加热片和多个第N辅助加热片，其中所述第N加热片包含第N电阻，所述多个第N辅助加热片中的每一者包含温控开关和第N辅助电阻；分别与所述第一加热组件和所述第N加热组件并联的第一接触器和第N接触器；所述控制器用于当所述多个第一辅助加热片的温控开关都断开时，闭合所述第一接触器；当所述多个第N辅助加热片的温控开关都断开时，闭合所述第N接触器；当所述第一接触器和所述第N接触器都闭合时，断开所述加热接触器。
根据本发明的一个实施例，所述第一电阻、所述第一辅助电阻、所述第N电阻和第N辅助电阻的阻值根据所述电池系统的规格来设定。
根据本发明的一个实施例，所述多个第一辅助加热片和所述多个第N辅助加热片的数量分别根据所述电池系统的规格来设定。
根据本发明的一个实施例，加热组件的数量根据所述电池系统的规格来设定。
根据本发明的一个实施例，所述第一加热片、所述多个第一辅助加热片、所述第N加热片和所述多个第N辅助加热片与所述电池系统均匀贴合。
根据本发明的一个实施例，所述温控开关为电阻式温控器或热电偶式温控器。
本发明第二方面实施例提出了一种新能源汽车，其包括用于电池系统加热的装置。
本发明实施例的新能源汽车，通过上述的加热效率高、加热均匀且结构简单易实现的用于电池系统加热的装置，能够实现新能源汽车低温状态下启动的顺畅性，而且由于该装置的加热组件紧贴电池表面，所占空间仅为加热片的厚度，因此该新能源汽车的空间利用率高。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的用于电池系统加热的装置的结构示意图。
图2是根据本发明一个实施例的用于电池系统加热的装置的另一结构示意图。
图3是根据本发明一个实施例的辅助加热片的结构示意图。
图4是根据本发明一个实施例的新能源汽车的结构示意。
附图标记：
电源1、第一加热组件2、加热接触器3、控制器4、第一加热片R1、第一辅助加热片R1n、第一电阻20、温控开关21、第一辅助电阻22、第一接触器5、新能源汽车100、用于加热电池系统的装置10。
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，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。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。
下面参考附图描述本发明实施例的用于电池系统加热的装置以及具有该装置的新能源汽车。
图1是根据本发明一个实施例的用于电池系统加热的装置的结构示意图。
如图1所示，用于电池系统加热的装置可包括：电源1；第一加热组件2，其一端和所述电源1的负极相连，另一端和加热接触器3串联，该第一加热组件2包含第一加热片R1和多个第一辅助加热片R1n；加热接触器3，其一端和所述电源1的正极相连，另一端和所述第一加热组件2相连；控制器4，其用于当所述电池系统在低温状态下启动时，控制所述加热接触器3闭合。
其中，所述第一加热片R1和多个第一辅助加热片R1n并联，并分别与所述电池系统的不同部位分别紧密贴合。所述第一加热片R1仅包含第一电阻20。如图3所示，所述多个第一辅助加热片R1n中的每一者包含温控开关21和与该温控开关21串联的第一辅助电阻22。
当需要具有少量电池模组的电池系统在低温条件下工作时，首先要使其温度达到工作温度。此时，用于电池系统加热的装置中的控制器4自动闭合所述加热接触器3，使电源1为第一加热组件2供电。如图1所示，当所述第一加热组件2工作时，与相应电池模组紧密贴合的第一辅助加热片R1n通过温控开关21的闭合和断开来启动和停止加热。当与第一辅助加热片R1n贴合的电池模组的相应部位的温度低于该温控开关21的阈值温度时，该温控开关21自动闭合，从而使所述第一辅助加热片R1n开始工作，为电池模组的相应部位加热。直到与第一辅助加热片R1n贴合的电池模组的相应部位的温度达到该温控开关21的阈值温度时，所述温控开关自动断开，从而所述第一辅助加热片R1n停止工作。其中，所述温控开关21可以为电阻式温控器或热电偶式温控器。另外，所述温控开关21也可以为具有温度检测功能的其他智能开关，该智能开关可以人工设置阈值温度。
根据图1所示的用于电池系统加热的装置，其中加热片与电池系统的各个部分直接贴合，并由温控开关来控制其开通和关断，因此加热效率高、加热均匀且结构简单易实现。而且，由于该装置的加热组件紧贴电池表面，所占空间仅为加热片的厚度，因此该装置的空间利用率也很高。
图2是根据本发明另一个实施例的用于电池系统加热的装置的结构示意图。
如图2所示，所述用于电池系统加热的装置还可包括：第N加热组件，其与所述第一加热组件串联，该第N加热组件包含第N加热片和多个第N辅助加热片；分别与所述第一加热组件和所述第N加热组件并联的第一接触器和第N接触器。
其中，所述第N加热片Rn和多个第N辅助加热片RNn并联，并分别与所述电池系统的不同部位分别紧密贴合。所述第N加热片Rn仅包含第N电阻，所述多个第N辅助加热片RNn中的每一者也包含温控开关21和与该温控开关21串联的第N辅助电阻。
当需要具有多个电池模组的电池系统在低温条件下工作时，首先要使其温度达到工作温度。此时，用于电池系统加热的装置中的控制器4自动闭合所述加热接触器3，使电源1为第一加热组件2和第N加热组件供电。其中，所述第N加热组件中的加热片的工作原理和所述第一加热组件2中的加热片的工作原理近似，此处不再赘述。
当与所述第一加热组件2中的加热片贴合的电池模组的部位温度都上升至预设的温度阈值时，所述第一加热组件2中的多个第一辅助加热片的温控开关都断开。此时，所述控制器4闭合所述第一接触器。
同样的，当与所述第N加热组件中的加热片贴合的电池模组的部位温度也上升至预设的温度阈值时，所述第N加热组件中的多个第N辅助加热片的温控开关也相应断开。此时，所述控制器4也相应地闭合所述第N接触器。
为防止上述第一接触器和第N接触器同时闭合，该用于电池系统加热的装置出现瞬间短路的故障，所述控制器4一旦检测到所述第一接触器和所述第N接触器同时闭合时，立即断开所述加热接触器，即切断了电源使其停止为该加热装置供电。
另外，上述第一加热片R1和第N加热片没有设置与之串联的温控开关，可以有效防止在上述第一加热组件2和上述第N加热组件同时工作的状态下该加热装置发生瞬间短路。
优选的，所述第一电阻、所述第一辅助电阻、所述第N电阻和第N辅助电阻的阻值根据所述电池系统的规格来设定；所述多个第一辅助加热片和所述多个第N辅助加热片的数量分别根据所述电池系统的规格来设定；其中加热组件的数量根据所述电池系统的规格来设定，即所述第N加热组件中“N”的数值可以根据所述电池系统的规格来设定。例如，当所述电池系统中的电池模组的数量较多，那么加热组件的数量可以相应增加，例如，上述用于电池系统加热的装置可以包含第一加热组件、第二加热组件、……和第N加热组件。而为了使电池模组的温度趋于一致，每一加热组件中的辅助加热片的数量也可相应增加，例如，当电池系统中的电池模组的数量很大，那么为了使各个电池模组的温度均衡一致，不仅可以增加加热组件的数量，同时也可以增加每一加热组件中的辅助加热片的数量。
同样的，为了使所述电池系统中的电池模组加热均匀且结构紧凑，每一加热组件中的加热片可以与所述电池系统中的电池模组均匀地紧密贴合。举例来说，如图2所示的用于电池系统加热的装置，所述第一加热片、所述多个第一辅助加热片、所述第N加热片和所述多个第N辅助加热片与所述电池系统中的电池模组均匀地紧密贴合。
图4是根据本发明另一个实施例的新能源汽车的结构示意图。如图4所示，该新能源汽车100包括上述的用于电池系统加热的装置10。
本发明实施例的新能源汽车，通过上述的加热效率高、加热均匀且结构简单易实现的用于电池系统加热的装置，能够实现新能源汽车低温状态下启动的顺畅性，而且由于该装置的加热组件紧贴电池表面，所占空间仅为加热片的厚度，因此该新能源汽车的空间利用率高。
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；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。
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 (8)

1.一种用于电池系统加热的装置，其特征在于，包括：
电源；
第一加热组件，其一端和所述电源相连，另一端和加热接触器串联，该第一加热组件包含并联的、分别与所述电池系统的不同部位分别贴合的第一加热片和多个第一辅助加热片，其中，所述第一加热片包含第一电阻，所述多个第一辅助加热片中的每一者包含温控开关和与之串联的第一辅助电阻；
加热接触器，其一端和所述电源相连，另一端和所述第一加热组件串联；
控制器，其用于当所述电池系统在低温状态下启动时，控制所述加热接触器闭合。
2.如权利要求1所述的用于电池系统加热的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第N加热组件，其与所述第一加热组件串联，该第N加热组件包含并联的、分别与所述电池系统的不同部位分别贴合的第N加热片和多个第N辅助加热片，其中所述第N加热片包含第N电阻，所述多个第N辅助加热片中的每一者包含温控开关和第N辅助电阻；
分别与所述第一加热组件和所述第N加热组件并联的第一接触器和第N接触器；
所述控制器用于当所述多个第一辅助加热片的温控开关都断开时，闭合所述第一接触器；当所述多个第N辅助加热片的温控开关都断开时，闭合所述第N接触器；当所述第一接触器和所述第N接触器都闭合时，断开所述加热接触器。
3.如权利要求2所述的用于电池系统加热的装置，其特征在于，所述第一电阻、所述第一辅助电阻、所述第N电阻和第N辅助电阻的阻值根据所述电池系统的规格来设定。
4.如权利要求2所述的用于电池系统加热的装置，其特征在于，所述多个第一辅助加热片和所述多个第N辅助加热片的数量分别根据所述电池系统的规格来设定。
5.如权利要求2所述的用于电池系统加热的装置，其特征在于，其中加热组件的数量根据所述电池系统的规格来设定。
6.如权利要求2-5任一所述的用于电池系统加热的装置，其特征在于，所述第一加热片、所述多个第一辅助加热片、所述第N加热片和所述多个第N辅助加热片与所述电池系统均匀贴合。
7.如权利要求2-5任一所述的用于电池系统加热的装置，其特征在于，所述温控开关为电阻式温控器或热电偶式温控器。
8.一种新能源汽车，其特征在于，包括如权利要求1-7中的所述的用于电池系统加热的装置。
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