CN108199123A - 加热装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了加热装置和系统，涉及电池应用技术领域，包括电源、温控开关和加热膜组，其中，加热膜组的数目为一个或多个，多个加热膜组以并联方式相连接；加热膜组，与温控开关相连接，用于对电池进行均匀加热；温控开关，与电源相连接，用于选择一个或多个加热膜组接入电源，并加热膜组的温度超过阈值的情况下，切断电源，本申请能够提供多种加热功率、多种电压的基础上，提高加热膜使用过程中的可靠性。

Description

加热装置和系统

技术领域

本发明涉及电池应用技术领域，尤其是涉及加热装置和系统。

背景技术

由于电热膜的热转换速度快，热能转化效率高，热惯性少，与传统的电热管相比，电热膜的热转换速度是电热管发热速度的20倍，热效率可达98％，电热膜的使用在节约能源上有显著效益，成为代替电阻丝或电热管的理想产品。

现今，市场上销售的电热膜加热器，在使用安全保护上仍存在以下缺陷，其采用负温度系数的热敏电阻，即利用负温度系数进行安全保护，由于负温度系数的热敏电阻温度传感器要配套复杂的电子控制电路，其中少不了控制电路和程序设计软件，由于电子线路容易发生保护失效引发电器安全事故，可靠性较低，与此同时，需要不同加热功率时，需要选择不同的加热膜，浪费成本，通用性较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供加热装置和系统，能够提供多种加热功率、多种电压的基础上，提高加热膜使用过程中的可靠性。

第一方面，本发明实施例提供了加热装置，包括电源、温控开关和加热膜组，其中，所述加热膜组的数目为一个或多个，多个所述加热膜组以并联方式相连接；

所述加热膜组，与所述温控开关相连接，用于对电池进行均匀加热；

所述温控开关，与所述电源相连接，用于选择一个或多个所述加热膜组接入电源，并所述加热膜组的温度超过阈值的情况下，切断电源。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述加热膜组包括接入开关和加热膜，所述加热膜包括加热膜本体和设置在所述加热膜本体上的加热电路，多个所述加热膜以串联方式相连接；

所述接入开关，与所述加热膜相连接，根据所述温控开关的控制信号，将所述加热膜组接入电源。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括分别与所述电源和所述温控开关相连接的金属电极，所述温控开关包括温度传感器、控制芯片、微型继电器；

所述温度传感器，与所述控制芯片相连接，用于获取所述加热膜本体的温度，并发送给所述控制芯片；

所述控制芯片，与所述微型继电器相连接，用于在所述加热膜的温度超过阈值的情况下，发送控制信号给所述微型继电器，以使所述微型继电器触点与所述金属电极断开。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述温控开关还用于在所述加热膜的温度超过阈值的情况下，通过断开一个或多个所述接入开关，以使与所述接入开关相对应的一个或多个所述加热膜组切断电源。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述加热膜本体包括由上至下依次设置的两层，所述加热电路均匀设置在第一层与第二层之间，所述加热电路与所述温控开关通过引出线相连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述加热电路中包括选择开关和至少一个加热结构；

所述选择开关，与所述控制芯片相连接，用于按照所述控制芯片发送的第三控制信号选择导通一个或多个所述加热结构。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述加热结构包括发热功率不同的加热丝。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述加热膜底部设置有用于固定的3M背胶层。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述加热电路中还串联有正温度系数的热敏电阻。

第二方面，本发明实施例还提供加热系统，包括如上所述的加热装置，还包括与所述加热装置通信连接的用于发送控制信号的上位机。

本发明实施例提供了加热装置和系统，包括电源、温控开关和加热膜组，其中，加热膜组的数目为一个或多个，多个加热膜组以并联方式相连接；加热膜组，与温控开关相连接，用于对电池进行均匀加热；温控开关，与电源相连接，用于选择一个或多个加热膜组接入电源，并加热膜组的温度超过阈值的情况下，切断电源，本申请能够提供多种加热功率、多种电压的基础上，提高加热膜使用过程中的可靠性。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的加热装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的加热装置中加热膜结构示意图；

图3为本发明实施例提供的加热装置中加热电路结构示意图；

图4为本发明实施例提供的加热膜场景应用示意图。

图标：10-加热膜组；20-温控开关；30-电源；40-加热电路；100-加热膜本体；21-加热结构；11-第一层；12-第二层。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

现今，市场上销售的电热膜加热器，在使用安全保护上仍存在以下缺陷，其采用负温度系数的热敏电阻，即利用负温度系数进行安全保护，由于负温度系数的热敏电阻温度传感器要配套复杂的电子控制电路，其中少不了控制电路和程序设计软件，由于电子线路容易发生保护失效引发电器安全事故，可靠性较低，与此同时，需要不同加热功率时，需要选择不同的加热膜，浪费成本。

基于此，本发明实施例提供的加热装置和系统，能够提供多种加热功率的基础上，提高加热膜使用过程中的可靠性。

下面通过实施例进行详细描述。

图1为本发明实施例提供的加热装置结构示意图。

参照图1，加热装置包括电源30、温控开关20和加热膜组10，其中，加热膜组10的数目为一个或多个，多个加热膜组10以并联方式相连接；

加热膜组10，与温控开关20相连接，用于对电池进行均匀加热；

温控开关20，与电源30相连接，用于选择一个或多个加热膜组10接入电源30，并加热膜组10的温度超过阈值的情况下，切断电源30。

具体地，通过设置有多个加热膜组10的加热装置，实现对不同场合的不同加热功率、不同电压的需要，无需进行更换加热膜，节约材料，同时通过温控开关20进行监测温度，在超过阈值温度的情况下，切断加热装置的电源30，进一步的保证加热装置的可靠性；

进一步的，加热膜组10包括接入开关和加热膜，加热膜包括加热膜本体和设置在加热膜本体上的加热电路40，多个加热膜以串联方式相连接；

接入开关，与加热膜相连接，根据温控开关20的控制信号，将加热膜组10接入电源30。

这里，接入开关与加热膜相串联，根据温控开关20的控制信号控制加热膜组的接入或断开，接入开关的数量与加热膜组的数量相对应；

其中，不同的加热膜可设置成相同或不同的加热功率，也可设置成相同或不同的加热电压，接入开关根据上位机指令，进行接入相应的加热膜组10，以实现需要的加热功率、加热电压；

进一步的，还包括分别与电源30和温控开关20相连接的金属电极，温控开关20包括温度传感器、控制芯片、微型继电器；

温度传感器，与控制芯片相连接，用于获取加热膜本体的温度，并发送给控制芯片；

控制芯片，与微型继电器相连接，用于在加热膜的温度超过阈值的情况下，发送控制信号给微型继电器，以使微型继电器触点与金属电极断开。

这里，当热敏电阻失效或经热敏电阻调节后，温度传感器测得的温度仍高于阈值，控制芯片发送第一控制信号给微型继电器，微型继电器线圈得电，使得与继电器线圈相对应的触点动作，与金属电极断开，以使所有加热膜组10与电源30断开；

此外，接入开关也可根据控制芯片发送的第二控制信号接入或断开相应的加热膜组10；

其中，温控开关20还可采用双金属片温控开关，双金属片温控开关20的工作原理是依靠感温元件双金属片感温，在温度变化到达设定点时，双金属片通过绝缘隔热杆推动温控开关内部触点断开或闭合。当玻璃表面温度达到断开温度设定点时，双金属片温控开关动作切断加热电路40；当温度低于复位温度时，双金属片温控开关内部触点闭合，使加热电路40重新接通，如此反复，达到控温目的。

进一步的，温控开关20还用于在加热膜10的温度超过阈值的情况下，通过断开一个或多个接入开关，以使与接入开关相对应的一个或多个加热膜组10切断电源30。

这里，温控开关20可在加热膜温度超过阈值时，断开温度超过阈值的加热膜对应的加热膜组10的接入开关，以使未超过温度阈值的加热膜组10继续工作，还可在有一个或多个加热膜的温度超过阈值的情况下，断开与金属电极的连接，使所有加热膜组10都断开与电源30的连接；

进一步的，如图2所示，加热膜本体包括由上至下依次设置的两层，加热电路40均匀设置在第一层11与第二层12之间，加热电路40与温控开关20通过引出线相连接。

这里，加热电路40采用两根导线焊接引出，与温控开关20相连接，两根导线的引出线直接压接插接件，美观便捷；

进一步的，加热电路40中包括选择开关和至少一个加热结构21，具体如图3所示；

选择开关，与控制芯片相连接，用于按照控制芯片发送的第三控制信号选择导通一个或多个加热结构21。

需要说明的是，为了方便说明，图3中仅示出三个加热结构21，本发明实施例提供的加热电路40中的加热结构21并不局限于三个，可包括多个，图3中并未示出；

这里，图3中选择开关为S1、S2和S3；

进一步的，加热结构21包括发热功率不同的加热丝。

这里，可将加热结构21中设置不同功率的镍合金加热丝，以使用户能够通过接入不同的加热结构21，实现加热膜功率的调节作用，因为不同的应用场景，可能需要不同的加热温度和加热功率，如此为了应用不同的应用场合，需要更换不同加热功率的加热膜，较为浪费，本发明提供的加热膜能够根据不同的加热功率需要，选择加热电路40中的不同加热结构21，以实现无需更换加热膜的目的，节省材料；

其中，加热结构21由导电材料制成，加热结构21的材料可以是，但不限于，铁铬铝、镍铬电热合金。目前，加热结构21分为铁铬铝电热丝和镍铬电热丝。铁铬铝合金的优点是：使用温度高，最高使用温度可达1400度，使用寿命长、表面负荷高、抗氧化性能好、电阻率高，价格便宜等，缺点是：主要是高温强度低，随着使用温度升高其塑性增大，元件易变形，不易弯曲和修复。而镍铬电热合金系列的优点是：高温强度较铁铬铝高，高温使用下不易变形，其结构不易改变，塑性较好，易修复，其辐射率高，无磁性，耐腐蚀性强，使用寿命长等，在实际生产过程中可以根据不同用途结合现有加热结构21的材料，选择适合对应用途的加热结构21的材料来制造加热结构21。

进一步的，如图4所示，加热膜底部设置有用于固定的3M背胶层。

这里，加热膜通过设置在加热膜本体100底部的背胶层与电池或电池模组壳相固定，节省空间、安装快捷，兼具有加热和保温双重功效，加热时可以做到让电池表面温度缓慢均匀升高；

进一步的，加热膜本体100还设置有固定搭扣。

其中，加热膜两端还设置有便于将加热膜固定在电池或电池模组壳表面的固定搭扣，该固定搭扣为分别设置在加热膜两端相配的扣子，加热膜裹覆电池表面后，该相配的扣子卡扣在一起，将加热膜固定在电池上。该固定搭扣是对加热膜粘贴方式的补充，可以进一步将加热膜固定在电池上，不会发生脱开现象，提高可靠性。

进一步的，加热电路40中还串联有正温度系数的热敏电阻。

这里，加热电路40中采用PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系数)热敏电阻，加热电路40开启，加热膜表面温度升高，与此同时，电路中的热敏电阻阻值增大，回路电流减小，加热膜的功率降低，达到热平衡状态，当表面温度继续降低时，散热速度增加，加热膜表面温度降低，热敏电阻阻值减小，回路电流增大，加热膜的功率提高，重新达到热平衡状态；

例如，当加热膜的工作电压为AC100V，加热膜的功率为26W～30W时，加热装置中增加型号为C830的PTC热敏电阻，当加热膜温度为100℃时，PTC热敏电阻为最小阻值2.2Ω，当加热膜温度达到160℃时，PTC热敏电阻阻值升高至40～45Ω，从而使电路中电流减小，温度降低，循环往复。通过热敏电阻的阻值的变化，自动调节电路中电流的大小，既可以保证加热膜工作温度，又不会超过其自身的耐热温度，进而起到保护加热膜不会烧损，提高使用寿命和可靠性的目的；

进一步的，本发明还提供加热系统，包括如上所述的加热装置，还包括与加热装置通信连接的用于发送控制信号的上位机。

这里，本发明实施例提供的加热系统包括加热装置和上位机，电源为加热装置提供加热动力，以使加热装置中加热膜为电池表面直接进行加热，用户可根据需要的加热功率，通过上位机向加热装置发送控制信号，使加热装置中连接相应的加热膜或加热电路中连接相应的加热结构，还可通过上位机对加热膜的阈值温度进行设定以及实时监测加热膜的工作状态，以便及时进行维护；

本发明实施例提供了加热装置和系统，包括电源、温控开关和加热膜，其中，加热膜的数目为一个或多个，多个加热膜以并联方式相连接；加热膜，与温控开关相连接，用于对电池进行均匀加热；温控开关，与电源相连接，用于选择一个或多个加热膜接入电源，并加热膜的温度超过阈值的情况下，切断电源，本申请能够提供多种加热功率的基础上，提高加热膜使用过程中的可靠性。

本发明实施例提供的加热系统，与上述实施例提供的加热装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种加热装置，其特征在于，包括电源、温控开关和加热膜组，其中，所述加热膜组的数目为一个或多个，多个所述加热膜组以并联方式相连接；

所述加热膜组，与所述温控开关相连接，用于对电池进行均匀加热；

所述温控开关，与所述电源相连接，用于选择一个或多个所述加热膜组接入电源，并所述加热膜组的温度超过阈值的情况下，切断电源。

2.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述加热膜组包括接入开关和加热膜，所述加热膜包括加热膜本体和设置在所述加热膜本体上的加热电路，多个所述加热膜以串联方式相连接；

所述接入开关，与所述加热膜相连接，根据所述温控开关的控制信号，将所述加热膜组接入电源。

3.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，还包括分别与所述电源和所述温控开关相连接的金属电极，所述温控开关包括温度传感器、控制芯片、微型继电器；

所述温度传感器，与所述控制芯片相连接，用于获取所述加热膜本体的温度，并发送给所述控制芯片；

所述控制芯片，与所述微型继电器相连接，用于在所述加热膜的温度超过阈值的情况下，发送控制信号给所述微型继电器，以使所述微型继电器触点与所述金属电极断开。

4.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，所述温控开关还用于在所述加热膜的温度超过阈值的情况下，通过断开一个或多个所述接入开关，以使与所述接入开关相对应的一个或多个所述加热膜组切断电源。

5.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，所述加热膜本体包括由上至下依次设置的两层，所述加热电路均匀设置在第一层与第二层之间，所述加热电路与所述温控开关通过引出线相连接。

6.根据权利要求3所述的加热装置，其特征在于，所述加热电路中包括选择开关和至少一个加热结构；

所述选择开关，与所述控制芯片相连接，用于按照所述控制芯片发送的第三控制信号选择导通一个或多个所述加热结构。

7.根据权利要求6所述的加热装置，其特征在于，所述加热结构包括发热功率不同的加热丝。

8.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述加热膜底部设置有用于固定的3M背胶层。

9.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，所述加热电路中还串联有正温度系数的热敏电阻。

10.一种加热系统，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的加热装置，还包括与所述加热装置通信连接的用于发送控制信号的上位机。