CN106816671A - 电池单元、电池模组及电池包 - Google Patents

电池单元、电池模组及电池包 Download PDF

Info

Publication number
CN106816671A
CN106816671A CN201510860293.5A CN201510860293A CN106816671A CN 106816671 A CN106816671 A CN 106816671A CN 201510860293 A CN201510860293 A CN 201510860293A CN 106816671 A CN106816671 A CN 106816671A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heating
battery
battery modules
heating zone
membrane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510860293.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106816671B (zh
Inventor
李清
尤若波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Original Assignee
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Contemporary Amperex Technology Co Ltd filed Critical Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority to CN201510860293.5A priority Critical patent/CN106816671B/zh
Priority to EP15909587.6A priority patent/EP3382788A4/en
Priority to PCT/CN2015/097281 priority patent/WO2017092073A1/zh
Priority to US15/489,358 priority patent/US10522886B2/en
Publication of CN106816671A publication Critical patent/CN106816671A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106816671B publication Critical patent/CN106816671B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/657—Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • H01M10/6571—Resistive heaters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/617—Types of temperature control for achieving uniformity or desired distribution of temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H01M10/6555—Rods or plates arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561—Gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/298—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the wiring of battery packs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明提供了一种电池单元、电池模组及电池包。电池包包括：至少一个电池模组；以及加热膜片，对电池模组直接或间接加热。其中加热膜片包括加热芯和两层绝缘膜。加热芯通电时产生热量，具有：导线连接区，用于与外部的导线电连接；以及加热区，与导线连接区电连接，加热区的不同部分的额定发热功率不同，以在对相应的电池模组加热时满足不同区域的电池模组对热量的需求。两层绝缘膜分别包覆在加热芯的两侧。电池包采用加热膜片对各电池模组加热，而加热芯的加热区的不同部分的额定发热功率不同，因此对电池包不同部位的电池模组提供的热量能够依据电池包不同部位的电池模组对热量的需求而定，进而保证加热膜片对电池包中各电池模组加热的均匀性。

Description

电池单元、电池模组及电池包
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其涉及一种电池单元、电池模组及电池包。
背景技术
目前锂离子电池一般在20～40度范围内时，其充放电性能最佳，寿命最好。当电池处于低温环境时，就需要通过热管理的加热功能使电池温度回到最佳工作温度范围内。而现在市场上通常采用外部PTC加热和热风加热两种方式对电池进行加热。
参照图1，外部PTC加热方式是在电池包P的内部集成了液体流通的换热器9，而水箱7中的液体被水泵10抽吸并经由PTC加热器8加热后进入换热器9，以便内部的电池模组M的各单体电池1和液体工质之间的热量交换。沿着流动方向，液体工质的热量不断传递给路径中的电池模组M的各单体电池1，导致液体工质温度逐渐降低，传热能力逐渐降低。因此流动路径上的电池模组M的各个单体电池1得到的热量不一，流动路径越长，彼此温度差异越大。因而路径最末尾的电池模组M的单体电池1获得热量最少，温度升高最慢，影响了整体的加热效率。另外由于管道零部件的吸热作用和裸露管道壁面的热损耗，导致PTC加热方式存在很大一部分热量不能被电池模组利用，能量的有效利用率低。
参照图2，热风加热方式是将热风加热器A产生的热风通过电池包P的风机B抽进到电池包P里面，从而提高电池包P内部环境温度，从而加热内部各电池模组的单体电池1。这种加热方式由于采用介质是空气，比较容易实施，但是加热效率更低，电池包箱体C的IP等级低。也有将热风加热器集成到电池包箱体C内部的，但是热风加热器A占用空间大，产品的集成度差，不利于推广，同时电池包箱体C需要较大空间优化风道，以改善电池温度均匀性，导致电池包P的空间利用率低。
由这两种加热方式可以看出，现有技术的问题及其缺陷在于：热量通过流体运输，结构复杂，相关零部件多，空间需求大；热量在运输过程，损耗大，有效利用率低；随流体流动路径的热量消耗难以按需控制，导致加热功能的木桶短板效应明显；加热对象的温差大，难以控制。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电池单元，采用加热膜片对单体电池加热，其能根据单体电池不同部位对热量的需求而提供相应的热量，保证对单体电池加热的均匀性。
本发明的另一目的在于提供一种电池模组，采用加热膜片对各个单体电池加热，其能够节省空间，同时能够根据各单体电池对热量的需求而提供相应的热量，保证对各个单体电池加热的均匀性。
本发明的再一目的在于提供一种电池包，采用加热膜片对各电池模组加热，其能够节省空间，同时能够根据各电池模组对热量的需求而提供相应的热量，保证对各个电池模组加热的均匀性。
为了实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种电池单元，包括：一个单体电池，具有两个端面；以及至少一个加热膜片，粘接于单体电池的一个端面上。其中各加热膜片包括加热芯和两层绝缘膜。加热芯通电时产生热量，具有：导线连接区，用于与外部的导线电连接；以及加热区，与导线连接区电连接，加热区的不同部分的额定发热功率不同，以在对单体电池加热时满足单体电池不同区域的对热量的需求。两层绝缘膜分别包覆在加热芯的两侧。
为了实现上述目的，在第二方面，本发明提供了一种电池模组，其包括：多个单体电池，并排布置；箱体，用于固定和收容所述的多个单体电池；以及至少一个加热膜片，收容于箱体内，与所述多个单体电池接触。其中各加热膜片包括加热芯和两层绝缘膜。加热芯通电时产生热量，具有：导线连接区，用于与外部的导线电连接；以及加热区，与导线连接区电连接，加热区的不同部分的额定发热功率不同，以在对相应的多个单体电池加热时满足不同区域的单体电池对热量的需求。两层绝缘膜分别包覆在加热芯的两侧。
为了实现上述目的，在第三方面，本发明提供了一种电池包，其包括：至少一个电池模组；以及加热膜片，对电池模组直接或间接加热。其中加热膜片包括加热芯和两层绝缘膜。加热芯通电时产生热量，具有：导线连接区，用于与外部的导线电连接；以及加热区，与导线连接区电连接，加热区的不同部分的额定发热功率不同，以在对相应的电池模组加热时满足不同区域的电池模组对热量的需求。两层绝缘膜分别包覆在加热芯的两侧。
本发明的有益效果如下：
在根据本发明的电池单元中，采用加热膜片对单体电池的端面加热，而加热芯的加热区的不同部分的额定发热功率不同，因此对单体电池不同部位提供的热量能够依据单体电池不同部位对热量的需求而定，进而保证加热膜片对单体电池加热的均匀性。
在根据本发明的电池模组中，采用加热膜片对电池模组中的各个单体电池加热，而加热芯的加热区的不同部分的额定发热功率不同，因此对电池模组不同部位的单体电池提供的热量能够依据电池模组不同部位的单体电池对热量的需求而定，进而保证加热膜片对电池模组中各单体电池加热的均匀性。
在根据本发明的电池包中，采用加热膜片对电池包中的各个电池模组加热，而加热芯的加热区的不同部分的额定发热功率不同，因此对电池包不同部位的电池模组提供的热量能够依据电池包不同部位的电池模组对热量的需求而定，进而保证加热膜片对电池包中各电池模组加热的均匀性。
附图说明
图1为现有技术的外部PTC加热方式的示意图；
图2为现有技术的热风加热方式的示意图；
图3为根据本发明的电池单元的立体图；
图4为根据本发明的电池单元的加热膜片的立体图；
图5为图4所示的加热膜片的加热芯的示意图；
图6为根据本发明的电池模组的一实施例的立体图，其中箱体省略且加热膜片与单体电池的端面接触；
图7为图6所示的加热膜片的加热芯的示意图；
图8为根据本发明的电池模组的另一实施例的立体图，其中加热膜片与单体电池的侧面接触；
图9为图8所示的加热膜片的加热芯的示意图；
图10为根据本发明的电池模组的再一实施例的立体图，其中加热膜片与单体电池的底面接触；
图11为图10所示的加热膜片的加热芯的示意图；
图12为根据本发明的电池包的一实施例的立体图，其中加热膜片直接与电池模组接触；
图13为图12所示的加热膜片的加热芯的示意图；
图14为根据本发明的电池包的另一实施例的立体图，其中加热膜片经由风冷组件与电池模组接触；
图15为图14所示的加热膜片的加热芯的示意图；
图16为根据本发明的电池包的再一实施例的立体图，其中加热膜片经由液冷组件与电池模组接触；
图17为图16所示的加热膜片的加热芯的示意图。
其中，附图标记说明如下：
E电池单元 3128第四边缘加热区
M电池模组 3129第五中央加热区
P电池包 312A第五边缘加热区
1单体电池 312B第六中央加热区
11端面 312C第六边缘加热区
12侧面 312D第七中央加热区
13底面 312E第七边缘加热区
2箱体 312F第八中央加热区
21端板 312G第八边缘加热区
22侧板 313桥接区
23顶板 32绝缘膜
3加热膜片 4风冷组件
31加热芯 5液冷组件
311导线连接区 51液冷管
3111第一导线连接区 6隔板
3112第二导线连接区 7水箱
312加热区 8 PTC加热器
3121第一中央加热区 9换热器
3122第一边缘加热区 10水泵
3123第二中央加热区 A热风加热器
3124第二边缘加热区 B风机
3125第三中央加热区 C电池包箱体
3126第三边缘加热区 W导线
3127第四中央加热区 D排列方向
具体实施方式
下面参照附图来详细说明本发明的电池单元、电池模组及电池包。
首先说明本发明第一方面的电池单元。
参照图3至图5，根据本发明的电池单元E包括：一个单体电池1，具有两个端面11；以及至少一个加热膜片3，粘接于单体电池1的一个端面11上。其中各加热膜片3包括加热芯31和两层绝缘膜32。加热芯31通电时产生热量，具有：导线连接区311，用于与外部的导线W电连接；以及加热区312，与导线连接区311电连接，加热区312的不同部分的额定发热功率不同，以在对单体电池1加热时满足单体电池1不同区域的对热量的需求。两层绝缘膜32分别包覆在加热芯31的两侧。
在此补充说明的是，加热区312的不同部分的额定发热功率通过热仿真分析和测试验证优化确定。
在根据本发明的电池单元E中，采用加热膜片3对单体电池1的端面11加热，而加热芯31的加热区312的不同部分的额定发热功率不同，因此对单体电池1不同部位提供的热量能够依据单体电池1不同部位对热量的需求而定，进而保证加热膜片3对单体电池1加热的均匀性。在根据本发明的电池单元E中，参照图5，在一实施例中，加热膜片3的加热芯31的加热区312具有：第一中央加热区3121，与单体电池1的端面11的中部相对；以及第一边缘加热区3122，设置于第一中央加热区3121的四周，与单体电池1的端面11的四周相对。
在根据本发明的电池单元E中，在一实施例中，第一边缘加热区3122的额定发热功率高于第一中央加热区3121。
在根据本发明的电池单元E中，在一实施例中，第一边缘加热区3122的额定发热功率与第一中央加热区3121的额定发热功率之比为2:1。
其次说明本发明第二方面的电池模组。
参照图6至11，根据本发明的电池模组M包括：多个单体电池1，并排布置；箱体2，用于固定和收容所述的多个单体电池1；以及至少一个加热膜片3，收容于箱体2内，与所述多个单体电池1接触。其中各加热膜片3包括加热芯31和两层绝缘膜32。加热芯31通电时产生热量，具有：导线连接区311，用于与外部的导线W电连接；以及加热区312，与导线连接区311电连接，加热区312的不同部分的额定发热功率不同，以在对相应的多个单体电池1加热时满足不同区域的单体电池1对热量的需求。两层绝缘膜32分别包覆在加热芯31的两侧。
在根据本发明的电池模组M中，采用加热膜片3对电池模组M中的各个单体电池1加热，而加热芯31的加热区312的不同部分的额定发热功率不同，因此对电池模组M不同部位的单体电池1提供的热量能够依据电池模组M不同部位的单体电池1对热量的需求而定，进而保证加热膜片3对电池模组M中各单体电池1加热的均匀性。
在根据本发明的电池模组M中，参照图6、图8和图10，在一实施例中，单体电池1具有两个端面11、两个侧面12以及底面13。
在根据本发明的电池模组M中，参照图6，在一实施例中，电池模组M还包括：多个隔板6，设置于相邻的两个单体电池1的端面11之间；各单体电池1的一个端面11与对应的隔板6之间设有加热膜片3。
在根据本发明的电池模组M中，参照图7，在一实施例中，各加热膜片3的加热芯31的加热区312具有：第二中央加热区3123，与对应单体电池1的端面11的中部相对；以及第二边缘加热区3124，设置于第二中央加热区3123的四周，与对应单体电池1端面11的四周相对。
在根据本发明的电池模组M中，在一实施例中，第二边缘加热区3124的额定发热功率高于第二中央加热区3123。
在根据本发明的电池模组M中，在一实施例中，第二边缘加热区3124的额定发热功率与第二中央加热区3123的额定发热功率之比为2:1。
在根据本发明的电池模组M中，参照图8，在一实施例中，加热膜片3与电池模组M的所有单体电池1并排布置时的一个侧面12直接接触。
在根据本发明的电池模组M中，参照图9，在一实施例中，加热膜片3的加热芯31的加热区312具有：第三中央加热区3125，与电池模组M中部的多个单体电池1的侧面12接触；以及两个第三边缘加热区3126，设置于第三中央加热区3125的两侧，与电池模组M两侧的多个单体电池1的侧面12接触。
在根据本发明的电池模组M中，在一实施例中，第三边缘加热区3126的额定发热功率高于第三中央加热区3125。
在根据本发明的电池模组M中，在一实施例中，，第三边缘加热区3126的额定发热功率与第三中央加热区3125的额定发热功率之比为2:1。
在根据本发明的电池模组M中，参照图10，在一实施例中，加热膜片3与电池模组M的所有单体电池1并排布置时的底面13直接接触。
在根据本发明的电池模组M中，参照图11，在一实施例中，加热膜片3的加热芯31的加热区312具有：第四中央加热区3127，与电池模组中部的多个单体电池1的底面13接触；以及两个第四边缘加热区3128，设置于第四中央加热区3127的两侧，与电池模组M两侧的多个单体电池1的底面13接触。
在根据本发明的电池模组M中，在一实施例中，第四边缘加热区3128的额定发热功率高于第四中央加热区3127。
在根据本发明的电池模组M中，在一实施例中，第四边缘加热区3128的额定发热功率与第四中央加热区3127的额定发热功率之比为2:1。
在根据本发明的电池模组M中，参照图8和图10，在一实施例中，箱体2包括：两个端板21；两个侧板22，固定连接两个端板21；以及一个顶板23，固定连接在两个端板21和两个侧板22上方。
最后说明本发明第三方面的电池包。
参照图12至图17，根据本发明的电池包P，包括：至少一个电池模组M；以及加热膜片3，对电池模组M直接或间接加热。其中加热膜片3包括加热芯31和两层绝缘膜32。加热芯31通电时产生热量，具有：导线连接区311，用于与外部的导线W电连接；以及加热区312，与导线连接区311电连接，加热区312的不同部分的额定发热功率不同，以在对相应的电池模组M加热时满足不同区域的电池模组M对热量的需求。两层绝缘膜32分别包覆在加热芯31的两侧。
在根据本发明的电池包P中，采用加热膜片3对电池包P中的各个电池模组M加热，而加热芯31的加热区312的不同部分的额定发热功率不同，因此对电池包P不同部位的电池模组M提供的热量能够依据电池包P不同部位的电池模组M对热量的需求而定，进而保证加热膜片3对电池包P中各电池模组M加热的均匀性。
在根据本发明的电池包P中，参照图12，在一实施例中，加热膜片3设置于所有电池模组M的底部，并对各电池模组M直接加热。
在根据本发明的电池包P中，参照图13，在一实施例中，加热膜片3的加热芯31的加热区312具有：第五中央加热区3129，与电池包P中部的电池模组M接触；以及两个第五边缘加热区312A，设置于第五中央加热区3129的两侧，与电池包P两侧的电池模组M接触。
在根据本发明的电池包P中，在一实施例中，第五边缘加热区312A的额定发热功率高于第五中央加热区3129。
在根据本发明的电池包P中，在一实施例中，第五边缘加热区312A的额定发热功率与第五中央加热区3129的额定发热功率之比为2:1。
在根据本发明的电池包P中，参照图14，在一实施例中，所述电池包P还包括：风冷组件4，设置于电池模组M的底部。
在根据本发明的电池包P中，参照图14，在一实施例中，加热膜片3设置于风冷组件4的下方并经由风冷组件4对电池模组M间接加热。
在根据本发明的电池包P中，参照图15，在一实施例中，加热膜片3的加热芯31的加热区312具有：第六中央加热区312B，与风冷组件4的中部接触；以及两个第六边缘加热区312C，设置于第六中央加热区312B的两侧，与风冷组件4的两侧接触。
在根据本发明的电池包P中，在一实施例中，第六边缘加热区312C的额定发热功率高于第六中央加热区312B。
在根据本发明的电池包P中，在一实施例中，第六边缘加热区312C的额定发热功率与第六中央加热区312B的额定发热功率之比为2:1。
在根据本发明的电池包P中，参照图16，在一实施例中，所述电池包P还包括：液冷组件5，设置于电池模组M的底部。
在根据本发明的电池包P中，参照图16，在一实施例中，加热膜片3设置于液冷组件5的下方并经由液冷组件5对电池模组M间接加热。
在根据本发明的电池包P中，参照图16，在一实施例中，液冷组件5包括多个形成冷却回路的液冷管51，各液冷管51均与上方的电池模组M的各个单体电池1的底面13接触；对应地，相邻两个液冷管51的下方对应接触有一个加热膜片3。
在根据本发明的电池包P中，参照图17，在一实施例中，各加热膜片3的加热芯31的加热区312具有：第七中央加热区312D，与相邻两个液冷管51的一个液冷管51对应，且与该液冷管51的中部接触；两个第七边缘加热区312E，设置于第七中央加热区312D的两侧，且与该液冷管51的两侧接触；第八中央加热区312F，与相邻两个液冷管51的另一个液冷管51对应，且与该液冷管51的中部接触；以及两个第八边缘加热区312G，设置于第八中央加热区312F的两侧，且与该液冷管51的两侧接触。对应地，加热膜片3的加热芯31的导线连接区311具有：第一导线连接区3111，与第七中央加热区312D电连接；以及第二导线连接区3112，与第八中央加热区312F电连接。对应地，加热膜片3的加热芯31还具有桥接区313，用于将第七中央加热区312D和第八中央加热区312F电连接。
在根据本发明的电池包P中，在一实施例中，第七边缘加热区312E的额定发热功率高于第七中央加热区312D；第八边缘加热区312G的额定发热功率高于第八中央加热区312F。
在根据本发明的电池包P中，参照图17，在一实施例中，第七边缘加热区312E的额定发热功率与第七中央加热区312D的额定发热功率之比为2:1；第八边缘加热区312G的额定发热功率与第八中央加热区312F的额定发热功率之比为2:1。
对于上述任意方面的电池单元E、电池模组M以及电池包P的工作温度为-40℃～120℃。
对于上述任意方面的电池单元E、电池模组M以及电池包P的加热膜片3的绝缘膜32由绝缘硅胶、聚酰亚胺或铁氟龙制成。
对于上述任意方面的电池单元E、电池模组M以及电池包P的加热膜片3的绝缘膜32的绝缘阻抗为1000V/50MΩ。
对于上述任意方面的电池单元E、电池模组M以及电池包P的加热膜片3的厚度为0.5mm～3mm。
对于上述任意方面的电池单元E、电池模组M以及电池包P的加热膜片3的绝缘膜32的厚度为0.08mm～2mm。
对于上述任意方面的电池单元E、电池模组M以及电池包P的加热膜片3的绝缘膜32由绝缘硅胶制成且厚度为0.2mm～2mm。
对于上述任意方面的电池单元E、电池模组M以及电池包P的加热膜片3的绝缘膜32由聚酰亚胺制成且厚度为0.08mm～0.3mm。
对于上述任意方面的电池单元E、电池模组M以及电池包P的加热膜片3的两层绝缘膜32经由胶粘、热压或织纬将加热芯31密封绝缘包覆。
对于上述任意方面的电池单元E、电池模组M以及电池包P的加热膜片3的绝缘膜32由聚酰亚胺制成且胶粘采用双面3M胶。
对于上述任意方面的电池单元E、电池模组M以及电池包P的加热膜片3的胶层的厚度为在0.15mm以内。
对于上述任意方面的电池单元E、电池模组M以及电池包P的加热膜片3的加热芯31由铜、银、石墨、PTC、镍铬合金、不锈钢或它们的复合材料制成。
对于上述任意方面的电池单元E、电池模组M以及电池包P的加热膜片3的加热芯31经由粉末喷涂工艺、改变金属过电流的截面积工艺或改变内部发热材料的单位面积密度的工艺来改变加热区312的不同部分的额定发热功率。其中，粉末喷涂工艺是利用石墨粉料，采用自动涂料机设定涂料路径、涂料流量以及涂料区域来管控分区功率的要求；改变金属过流截面工艺是利用激光刻板技术或化学析出定型工艺，实现金属导电路径宽度的变化规格；改变发热材料的单位面积密度的方法为采用排布定型的方式，比如加热功率密度高的区域金属导体排布密，加热功率密度低的区域金属导体排布稀。
对于上述任意方面的电池单元E、电池模组M以及电池包P的外部的导线W与导线连接区311采用先铆接再锡焊的方式连接。
对于上述任意方面的电池单元E、电池模组M以及电池包P的导线W与导线连接区311的焊点的拉力大于150N。
对于上述任意方面的电池单元E、电池模组M以及电池包P的外部的导线W采用双引线。双引线能够提高电流能力和接头的可靠性，同时还可以减小接头热阻，以便降低发热。
对于上述任意方面的电池单元E、电池模组M以及电池包P的加热膜片3的导线连接区311的额定发热功率在0.05W/cm2以下。
对于上述任意方面的电池单元E、电池模组M以及电池包P的加热膜片3的加热区312的额定发热功率的范围为0.5W/cm2～2W/cm2。

Claims (10)

1.一种电池单元(E)，包括：
一个单体电池(1)，具有两个端面(11)；以及
至少一个加热膜片(3)，粘接于单体电池(1)的一个端面(11)上；
其特征在于，
各加热膜片(3)包括：
加热芯(31)，通电时产生热量，具有：
导线连接区(311)，用于与外部的导线(W)电连接；以及
加热区(312)，与导线连接区(311)电连接，加热区(312)的不同部分的额定发热功率不同，以在对单体电池(1)加热时满足单体电池(1)不同区域的对热量的需求；以及
两层绝缘膜(32)，分别包覆在加热芯(31)的两侧。
2.根据权利要求1所述的电池单元(E)，其特征在于，加热膜片(3)的加热芯(31)的加热区(312)具有：
第一中央加热区(3121)，与单体电池(1)的端面(11)的中部相对；以及
第一边缘加热区(3122)，设置于第一中央加热区(3121)的四周，与单体电池(1)的端面(11)的四周相对。
3.一种电池模组(M)，包括：
多个单体电池(1)，并排布置；
箱体(2)，用于固定和收容所述的多个单体电池(1)；以及
至少一个加热膜片(3)，收容于箱体(2)内，与所述多个单体电池(1)接触；
其特征在于，
各加热膜片(3)包括：
加热芯(31)，通电时产生热量，具有：
导线连接区(311)，用于与外部的导线(W)电连接；以及
加热区(312)，与导线连接区(311)电连接，加热区(312)的不同部分的额定发热功率不同，以在对相应的多个单体电池(1)加热时满足不同区域的单体电池(1)对热量的需求；以及
两层绝缘膜(32)，分别包覆在加热芯(31)的两侧。
4.根据权利要求3所述的电池模组(M)，其特征在于，
单体电池(1)具有两个端面(11)；
电池模组(M)还包括：多个隔板(6)，设置于相邻的两个单体电池(1)的端面(11)之间；各单体电池(1)的一个端面(11)与对应的隔板(6)之间设有加热膜片(3)；
各加热膜片(3)的加热芯(31)的加热区(312)具有：
第二中央加热区(3123)，与对应单体电池(1)的端面(11)的中部相对；以及
第二边缘加热区(3124)，设置于第二中央加热区(3123)的四周，与对应单体电池(1)端面(11)的四周相对。
5.根据权利要求3所述的电池模组(M)，其特征在于，
单体电池(1)具有两个侧面(12)；
加热膜片(3)与电池模组(M)的所有单体电池(1)并排布置时的一个侧面(12)直接接触；
加热膜片(3)的加热芯(31)的加热区(312)具有：
第三中央加热区(3125)，与电池模组(M)中部的多个单体电池(1)的侧面(12)接触；以及
两个第三边缘加热区(3126)，设置于第三中央加热区(3125)的两侧，与电池模组(M)两侧的多个单体电池(1)的侧面(12)接触。
6.根据权利要求3所述的电池模组(M)，其特征在于，
单体电池(1)具有底面(13)；
加热膜片(3)与电池模组(M)的所有单体电池(1)并排布置时的底面(13)直接接触；
加热膜片(3)的加热芯(31)的加热区(312)具有：
第四中央加热区(3127)，与电池模组中部的多个单体电池(1)的底面(13)接触；以及
两个第四边缘加热区(3128)，设置于第四中央加热区(3127)的两侧，与电池模组(M)两侧的多个单体电池(1)的底面(13)接触。
7.一种电池包(P)，包括：
至少一个电池模组(M)；以及
加热膜片(3)，对电池模组(M)直接或间接加热；
其特征在于，
加热膜片(3)包括：
加热芯(31)，通电时产生热量，具有：
导线连接区(311)，用于与外部的导线(W)电连接；以及
加热区(312)，与导线连接区(311)电连接，加热区(312)的不同部分的额定发热功率不同，以在对相应的电池模组(M)加热时满足不同区域的电池模组(M)对热量的需求；以及
两层绝缘膜(32)，分别包覆在加热芯(31)的两侧。
8.根据权利要求7所述的电池包(P)，其特征在于，
加热膜片(3)设置于所有电池模组(M)的底部，并对各电池模组(M)直接加热；
加热膜片(3)的加热芯(31)的加热区(312)具有：
第五中央加热区(3129)，与电池包(P)中部的电池模组(M)接触；以及
两个第五边缘加热区(312A)，设置于第五中央加热区(3129)的两侧，与电池包(P)两侧的电池模组(M)接触。
9.根据权利要求7所述的电池包(P)，其特征在于，
所述电池包(P)还包括：风冷组件(4)，设置于电池模组(M)的底部；
加热膜片(3)设置于风冷组件(4)的下方并经由风冷组件(4)对电池模组(M)间接加热；
加热膜片(3)的加热芯(31)的加热区(312)具有：
第六中央加热区(312B)，与风冷组件(4)的中部接触；以及
两个第六边缘加热区(312C)，设置于第六中央加热区(312B)的两侧，与风冷组件(4)的两侧接触。
10.根据权利要求7所述的电池包(P)，其特征在于，
所述电池包(P)还包括：液冷组件(5)，设置于电池模组(M)的底部；
加热膜片(3)设置于液冷组件(5)的下方并经由液冷组件(5)对电池模组(M)间接加热；
液冷组件(5)包括多个形成冷却回路的液冷管(51)，各液冷管(51)均与上方的电池模组(M)的各个单体电池(1)的底面(13)接触；
相邻两个液冷管(51)的下方对应接触有一个加热膜片(3)；
各加热膜片(3)的加热芯(31)的加热区(312)具有：
第七中央加热区(312D)，与相邻两个液冷管(51)的一个液冷管(51)对应，且与该液冷管(51)的中部接触；
两个第七边缘加热区(312E)，设置于第七中央加热区(312D)的两侧，且与该液冷管(51)的两侧接触；
第八中央加热区(312F)，与相邻两个液冷管(51)的另一个液冷管(51)对应，且与该液冷管(51)的中部接触；以及
两个第八边缘加热区(312G)，设置于第八中央加热区(312F)的两侧，且与该液冷管(51)的两侧接触；
加热膜片(3)的加热芯(31)的导线连接区(311)具有：
第一导线连接区(3111)，与第七中央加热区(312D)电连接；以及
第二导线连接区(3112)，与第八中央加热区(312F)电连接；加热膜片(3)的加热芯(31)还具有：
桥接区(313)，用于将第七中央加热区(312D)和第八中央加热区(312F)电连接。
CN201510860293.5A 2015-12-01 2015-12-01 电池单元、电池模组及电池包 Active CN106816671B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510860293.5A CN106816671B (zh) 2015-12-01 2015-12-01 电池单元、电池模组及电池包
EP15909587.6A EP3382788A4 (en) 2015-12-01 2015-12-14 BATTERY UNIT, BATTERY MODULE, AND BATTERY PACK
PCT/CN2015/097281 WO2017092073A1 (zh) 2015-12-01 2015-12-14 电池单元、电池模组及电池包
US15/489,358 US10522886B2 (en) 2015-12-01 2017-04-17 Battery unit, battery module and battery pack

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510860293.5A CN106816671B (zh) 2015-12-01 2015-12-01 电池单元、电池模组及电池包

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106816671A true CN106816671A (zh) 2017-06-09
CN106816671B CN106816671B (zh) 2019-02-22

Family

ID=58796168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510860293.5A Active CN106816671B (zh) 2015-12-01 2015-12-01 电池单元、电池模组及电池包

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10522886B2 (zh)
EP (1) EP3382788A4 (zh)
CN (1) CN106816671B (zh)
WO (1) WO2017092073A1 (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108550957A (zh) * 2018-05-23 2018-09-18 华霆（合肥）动力技术有限公司 电源装置及电动汽车
CN110492201A (zh) * 2019-08-30 2019-11-22 长沙优力电驱动系统有限公司 电动汽车及其动力电池
CN110518310A (zh) * 2019-09-26 2019-11-29 北京普莱德新能源电池科技有限公司 一种不均匀加热的电池加热片、智能热管理装置及方法
CN110994077A (zh) * 2019-12-30 2020-04-10 福建省汽车工业集团云度新能源汽车股份有限公司 一种动力电池包的均温加热方法及存储介质
CN112078126A (zh) * 2020-09-16 2020-12-15 魏冬 一种锂电池热处理贴膜装置
CN112117516A (zh) * 2019-06-20 2020-12-22 中车时代电动汽车股份有限公司 电池加热系统
CN112186306A (zh) * 2020-10-13 2021-01-05 湖北亿纬动力有限公司 一种电池系统的加热方法及加热装置
CN112490556A (zh) * 2019-08-20 2021-03-12 博乐斯达性能有限公司 用于电动车辆的电池模块
CN113875078A (zh) * 2020-04-29 2021-12-31 株式会社Lg新能源 电池模块和包括该电池模块的电池组
CN114464916A (zh) * 2021-12-31 2022-05-10 天津力神特种电源科技股份公司 兼具高效散热快速加热的动力电池结构
WO2022261876A1 (zh) * 2021-06-16 2022-12-22 宁德新能源科技有限公司 电化学装置及二次电池
WO2023137872A1 (zh) * 2022-01-20 2023-07-27 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池、用电设备、电池的制造方法及制造设备

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA202092249A1 (ru) 2018-03-22 2020-12-14 Таэ Текнолоджиз, Инк. Системы и способы для регулировния и управления мощностью
US10797279B2 (en) 2018-06-28 2020-10-06 Caterpillar Inc. Battery housing systems
CN110858677B (zh) * 2018-08-22 2023-04-11 太普动力新能源(常熟)股份有限公司 具有加热器的电池模组
CN109585976B (zh) * 2018-12-14 2020-11-03 蜂巢能源科技有限公司 电池模组加热膜、电池包及其下壳体和电池包装配方法
CN111640895A (zh) * 2020-06-09 2020-09-08 博戈橡胶塑料（株洲）有限公司 一种新能源汽车电池箱
DE102020209492A1 (de) * 2020-07-28 2022-02-03 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Beheiztes Batteriemodul
CN112670621B (zh) * 2020-12-28 2022-10-14 湖北亿纬动力有限公司 一种加热膜的控制方法及装置
FI20215114A1 (en) 2021-02-03 2022-08-04 Aurora Powertrains Oy Thermal management of a battery module and of a battery pack
CN113161648B (zh) * 2021-03-24 2023-06-16 浙江零跑科技股份有限公司 一种电动汽车电池均匀加热装置及其使用方法
WO2023183427A1 (en) * 2022-03-23 2023-09-28 Aspen Aerogels, Inc. Thermal control of energy storage systems
DE102022109429A1 (de) 2022-04-19 2023-10-19 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung einer Batterie mit Heizvorrichtung und Batterie mit Heizvorrichtung

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201345397Y (zh) * 2008-12-29 2009-11-11 比亚迪股份有限公司 一种锂离子电池组
CN101685873A (zh) * 2008-09-27 2010-03-31 三洋电机株式会社 电池系统
CN102709617A (zh) * 2012-06-07 2012-10-03 东莞新能德科技有限公司 一种锂电池
CN202695678U (zh) * 2012-07-23 2013-01-23 杭州万好万家新能源科技有限公司 一种电动汽车用电池系统的热管理装置
CN202839897U (zh) * 2012-08-30 2013-03-27 天津力神电池股份有限公司 电池包
CN104716401A (zh) * 2015-01-23 2015-06-17 北京新能源汽车股份有限公司 一种动力电池加热装置
CN204809357U (zh) * 2015-07-27 2015-11-25 宁德时代新能源科技有限公司 电池组热管理组件

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4948187B2 (ja) * 2007-01-26 2012-06-06 プライムアースＥｖエナジー株式会社 積層薄型ヒータ、リード線付き積層薄型ヒータ、ヒータ付き電池構造体、及びヒータユニット
CN201590464U (zh) * 2010-01-26 2010-09-22 中兴通讯股份有限公司 一种蓄电池加热装置
CN203883092U (zh) * 2014-04-30 2014-10-15 长城汽车股份有限公司 电加热装置和车辆
CN204616116U (zh) * 2015-05-22 2015-09-02 比亚迪股份有限公司 一种电加热片及电池模块
CN204947033U (zh) 2015-07-21 2016-01-06 宁德时代新能源科技有限公司 锂二次电池模组

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101685873A (zh) * 2008-09-27 2010-03-31 三洋电机株式会社 电池系统
CN201345397Y (zh) * 2008-12-29 2009-11-11 比亚迪股份有限公司 一种锂离子电池组
CN102709617A (zh) * 2012-06-07 2012-10-03 东莞新能德科技有限公司 一种锂电池
CN202695678U (zh) * 2012-07-23 2013-01-23 杭州万好万家新能源科技有限公司 一种电动汽车用电池系统的热管理装置
CN202839897U (zh) * 2012-08-30 2013-03-27 天津力神电池股份有限公司 电池包
CN104716401A (zh) * 2015-01-23 2015-06-17 北京新能源汽车股份有限公司 一种动力电池加热装置
CN204809357U (zh) * 2015-07-27 2015-11-25 宁德时代新能源科技有限公司 电池组热管理组件

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108550957A (zh) * 2018-05-23 2018-09-18 华霆（合肥）动力技术有限公司 电源装置及电动汽车
CN112117516B (zh) * 2019-06-20 2022-02-11 中车时代电动汽车股份有限公司 电池加热系统
CN112117516A (zh) * 2019-06-20 2020-12-22 中车时代电动汽车股份有限公司 电池加热系统
CN112490556A (zh) * 2019-08-20 2021-03-12 博乐斯达性能有限公司 用于电动车辆的电池模块
CN110492201A (zh) * 2019-08-30 2019-11-22 长沙优力电驱动系统有限公司 电动汽车及其动力电池
CN110518310A (zh) * 2019-09-26 2019-11-29 北京普莱德新能源电池科技有限公司 一种不均匀加热的电池加热片、智能热管理装置及方法
CN110994077A (zh) * 2019-12-30 2020-04-10 福建省汽车工业集团云度新能源汽车股份有限公司 一种动力电池包的均温加热方法及存储介质
CN113875078A (zh) * 2020-04-29 2021-12-31 株式会社Lg新能源 电池模块和包括该电池模块的电池组
CN112078126A (zh) * 2020-09-16 2020-12-15 魏冬 一种锂电池热处理贴膜装置
CN112078126B (zh) * 2020-09-16 2022-05-10 江苏普正精密科技有限公司 一种锂电池热处理贴膜装置
CN112186306A (zh) * 2020-10-13 2021-01-05 湖北亿纬动力有限公司 一种电池系统的加热方法及加热装置
WO2022261876A1 (zh) * 2021-06-16 2022-12-22 宁德新能源科技有限公司 电化学装置及二次电池
CN114464916A (zh) * 2021-12-31 2022-05-10 天津力神特种电源科技股份公司 兼具高效散热快速加热的动力电池结构
WO2023137872A1 (zh) * 2022-01-20 2023-07-27 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池、用电设备、电池的制造方法及制造设备

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017092073A1 (zh) 2017-06-08
US10522886B2 (en) 2019-12-31
EP3382788A1 (en) 2018-10-03
US20170222285A1 (en) 2017-08-03
CN106816671B (zh) 2019-02-22
EP3382788A4 (en) 2019-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106816671B (zh) 电池单元、电池模组及电池包
CN203351713U (zh) 电池组的冷却兼加热结构
CN105789733A (zh) 一种热管理装置及电源装置
CN107611517A (zh) 一种动力锂电池组的温度控制装置
CN109004302A (zh) 一种翅片穿孔式圆柱电池组、电池组组合和电池组阵列
CN205657143U (zh) 一种锂离子电池模块温度控制系统
CN210668612U (zh) 一种电池模组和电池包
CN106571502A (zh) 一种换热器
CN209526150U (zh) 单体电池及电池模组
CN208352486U (zh) 一种弯曲相变热管及应用其的方形电池
CN206697582U (zh) 热管理装置及电池组
CN206789655U (zh) 一种动力电池模块
CN110518305A (zh) 具有散热功能的电源装置
WO2019001468A1 (zh) 一种锂离子动力电池
CN110518307A (zh) 弯曲相变热管及应用其的方形电池
CN210381349U (zh) 电加热器及包含其的动力电池加热装置
CN207353420U (zh) 锂离子电池组
CN217641527U (zh) 基于薄铜片-微热管-相变材料的电池散热装置
CN207303284U (zh) 一种动力锂电池组的温度控制装置
CN206098612U (zh) 一种换热器
CN216671753U (zh) 电池模组及汽车
WO2019001469A1 (zh) 一种热导锂离子电池
WO2019001470A1 (zh) 一种锂离子动力电池
CN209675442U (zh) 一种翅片穿孔式圆柱电池组、电池组组合和电池组阵列
CN208368690U (zh) 一种鼓泡式冷却加热电池组

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant