CN109256510A - 一种电池模组加热装置及电池模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池模组加热装置及电池模组，所述加热装置包括两块连接板和加热元件，两块所述连接板相对布置，两块所述连接板之间预留出一安装间隙，所述加热元件位于所述安装间隙内且分别与两块连接板固定连接。本发明的加热装置，在两块连接板之间设置一个加热元件，将加热装置用于电池模组时，可以通过加热元件分别对两块连接板进行加热，进而对与所述连接板接触的电芯进行加热，使加热元件产生的热能能够最大化的被电芯吸收，提高能量的利用率。

Description

一种电池模组加热装置及电池模组

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种电池模组加热装置及电池模组。

背景技术

随着新能源汽车补贴政策的退坡，新能源汽车行业内面临着降低产品成本，提高能量密度的巨大挑战，尤其是直接影响补贴金额的电池系统设计来到了前所未有的阶段。电池系统中电芯自身温度的高低直接影响电池包的使用寿命及安全性，当电芯温度低于0℃时，容易出现充电析锂或放电降功率的现象，这时就需要提高电芯自身温度，而在降低成本、提高能量密度的前提下，如何提高加热装置的能量利用率，减少能量无谓的浪费，尽可能降低电池系统重量显得尤为重要。

目前，方壳电池模组加热方案通常为采用加热片给单排多个电芯加热，此种方案的缺陷为加热片一面给电芯加热，一面不给电芯加热，这样能量利用率不高。而且，加热片与电芯间无导热介质或为填充导热硅胶片，此种方案加热片与电芯实际接触面积不高，也就是加热效率不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种电池模组加热装置及电池模组。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种电池模组加热装置，包括两块连接板和加热元件，两块所述连接板相对布置，两块所述连接板之间预留出一安装间隙，所述加热元件位于所述安装间隙内且分别与两块连接板固定连接。

本发明的有益效果是：本发明的加热装置，在两块连接板之间设置一个加热元件，将加热装置用于电池模组时，可以通过加热元件分别对两块连接板进行加热，进而对与所述连接板接触的电芯进行加热，使加热元件产生的热能能够最大化的被电芯吸收，提高能量的利用率。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述加热元件至少为两个。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用至少两个加热元件安装在两块连接板之间，一方面可以使两块连接板各个区域的温度基本一致，有利于延长电芯使用寿命，另一方面使两块连接板通过多个加热元件进行连接，也可以有效增强连接板的刚度。

进一步，所述加热元件包括壳体和PTC加热芯片，所述壳体内形成一加热腔，所述PTC加热芯片安装在所述加热腔内并通过穿出所述壳体的导线与接头连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用PTC加热芯片与壳体进行结合形成加热元件，可以保证恒温加热，而且节省电能、安全性高。

进一步，所述连接板远离所述加热元件的一侧面上设有绝缘膜，所述绝缘膜上涂覆有导热胶。

采用上述进一步方案的有益效果是：在连接板远离加热元件的一侧面上设置绝缘膜，可以起到绝缘防护的作用；在绝缘膜上涂覆导热胶，可以保证良好的导热率和均热性，缩短了加热元件与电芯之间热交换的时间，提高了加热效率。

进一步，两块所述连接板竖直的前后并列设置，其上端形成有用于与电池模组的上盖卡接的卡接部，下端以及左右两端分别设有定位板。

采用上述进一步方案的有益效果是：在连接板上端设置卡接部，在连接板的下端以及左右两端设置定位板，可以使连接板稳定的安装在电池模组内部，防止由于连接不牢，发生错位等问题。

一种电池模组，包括若干电芯、外壳以及所述的加热装置，若干所述电芯排布成多列并安装在所述外壳内，相邻两列电芯之间安装有一个所述加热装置，所述连接板远离所述加热元件的一侧面与一列电芯的端部相接触，所述连接板与所述外壳卡接。

本发明的有益效果是：本发明的电池模组，在两列电芯之间设置一个加热装置，可以同时对两列电芯进行加热，使加热装置的热量最大程度的被电芯吸收，提高热量利用率；而且将连接板与外壳进行卡接，使加热装置安装更加牢固，防止加热装置在电池模组内发生晃动。两排电芯共用一个加热装置，使电池模组的整体结构更加紧凑，减少了占用空间，这对于目前能量密度要求越来越高，而空间要求越来越紧凑的设计目标具有重要的意义。

进一步，所述外壳呈由端板、底板、侧板以及上盖合围而成的立方体结构，所述端板靠近所述电芯一侧的左右两端边缘分别设有一凹槽，所述上盖中部向下凹陷形成一用于电池模组外部走线的通道。

采用上述进一步方案的有益效果是：在端板上设置凹槽，能够有效阻隔加热装置内的导热胶流向端板与侧板的焊接区域，造成侧板与端板接触不良，影响焊接质量。在上盖中部形成一通道，方便电池模组外部走线的整体规则性。

进一步，所述上盖与所述电芯的上端之间安装有拼接式托盘，所述拼接式托盘由若干个托盘单元通过销钉连接后拼接而成，所述拼接式托盘上开设有若干用于电芯的极柱伸出的通孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用拼接式托盘，减少了模具的体积，节省了模具的成本，可用于承载电连接件，保证了电连接件的焊接质量。

进一步，所述拼接式托盘靠近所述上盖的一侧设有若干个线束通道，所述线束通道上连接有若干线束卡扣，若干所述线束卡扣沿所述线束通道的长度方向排布。

采用上述进一步方案的有益效果是：在拼接式托盘上设置线束通道，并在线束通道上设置卡扣，方便电池模组走线的整齐稳定性。

进一步，所述电芯的底部粘贴有绝缘片；所述端板与所述侧板通过激光焊接固定连接；所述端板与相邻的电芯之间放置有定位框体，所述定位框体的各个角上设有与相邻电芯的各个角对应抵接限位的限位板；相邻所述电芯之间通过中间电连接件进行连接；所述电池模组还包括输出电连接件，所述输出电连接件通过镍片与外部导电件连接；所述中间电连接件上预留有焊接定位孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：绝缘片的设置，杜绝了电池包箱体对电芯造成磨损的风险，同时也避免了在电芯漏电的情况下人员触摸非导电回路金属件造成的触电伤害；定位框体的设置，一方面可以起到绝缘功能，另一方面也能够起到精确定位端板以及限位托盘的作用；外部导电件的主流材质为铜，输出电连接件为铝贴镍片工艺，输出电连接件通过镍片转接后与外部导电件连接，可有效防止铜铝材质搭接容易产生电化学腐蚀的现象；在中间电连接件上预留焊接定位孔，保证了激光焊接能够有效定位，保证了电连接件的焊接质量。

附图说明

图1为本发明的加热装置的立体结构示意图；

图2为本发明的加热装置的侧视结构示意图；

图3为本发明的电池模组的立体爆炸结构示意图；

图4为本发明的拼接式托盘的立体结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、加热装置；

11、连接板；111、卡接部；112、定位板；

12、加热元件；13、导线；14、接头；

15、绝缘膜；16、导热胶；

2、电芯；21、中间电连接件；22、输出电连接件；

3、端板；31、凹槽；4、侧板；5、上盖；51、通道；6、底板；

7、拼接式托盘；71、通孔；72、销钉；73、线束通道；74、卡扣；75、限位通道；

8、定位框体；81、限位板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例的一种电池模组加热装置，包括两块连接板11和加热元件12，两块所述连接板11相对布置，两块所述连接板11之间预留出一安装间隙，所述加热元件12位于所述安装间隙内且分别与两块连接板11固定连接。

本实施例的连接板11采用型材模具加工而成，材质为6系铝，强度及刚度高。

本实施例的加热装置，在两块连接板之间设置一个加热元件，将加热装置用于电池模组时，可以通过加热元件分别对两块连接板进行加热，进而对与所述连接板接触的电芯进行加热，使加热元件产生的热能能够最大化的被电芯吸收，提高能量的利用率。

本实施例的一个优选方案为，如图1和图2所示，所述加热元件12至少为两个。例如，可以设置两个并排设置的加热元件，成本低，而且结构稳定性好。采用至少两个加热元件安装在两块连接板之间，一方面可以使两块连接板各个区域的温度基本一致，有利于延长电芯使用寿命，另一方面使两块连接板通过多个加热元件进行连接，也可以有效增强连接板的刚度。

本实施例的一个优选方案为，所述加热元件12包括壳体和PTC加热芯片，所述壳体内形成一加热腔，所述PTC加热芯片安装在所述加热腔内并通过穿出所述壳体的导线13与接头14连接。采用PTC加热芯片与壳体进行结合形成加热元件，可以保证恒温加热，而且节省电能、安全性高。

也就是说，本实施例的壳体内部形成一独立的加热腔，而且采用PTC加热芯片可以实现自控温，本实施例在两块连接板11之间形成一加热腔，除了加热线束及加热插头外，所有加热装置1的电器元件均在加热腔内，这样能够有效抵抗撞击、尖锐物体刺穿等风险，安全性高。

本实施例的导线13为加热线束，从两块连接板11之间向左或向右甩出，位置偏高，接近模组上盖，可操作性强。

本实施例的一个具体方案为，所述连接板11远离所述加热元件12的一侧面上设有绝缘膜15，所述绝缘膜15上涂覆有导热胶16。在连接板远离加热元件的一侧面上设置绝缘膜，可以起到绝缘防护的作用；在绝缘膜上涂覆导热胶，可以保证良好的导热率和均热性，缩短了加热元件与电芯之间热交换的时间，提高了加热效率。

如图1和图2所示，本实施例的两块所述连接板11竖直的前后并列设置，其上端形成有用于与电池模组的上盖卡接的卡接部111，下端以及左右两端分别设有定位板112。在连接板上端设置卡接部，在连接板的下端以及左右两端设置定位板，可以使连接板稳定的安装在电池模组内部，防止由于连接不牢，发生错位等问题。

本实施例的加热装置1能够实现自控温且外部不易被毛刺等尖锐物体刺穿。本实施例的PTC加热芯片为陶瓷PTC，陶瓷PTC的电阻随温度的变化呈正温度系数关系，即温度越高电阻越大，这样PTC加热芯片在恒压工作过程中，电阻越来越大直至工作电流几乎为零，此时，PTC加热芯片通过壳体和连接板传递出的发热量与电池模组的散热量基本相等，这样电池模组整体温度基本不变，也就是说，加热装置温度基本不变。

本实施例的加热装置具有普通结构侧板与加热片的双重功能，属于机电产品，这样集成在一起，减少工序的同时也降低了工序繁琐所造成的安全风险，也节省了人力，降低了成本。而且由于PTC加热芯片外部有壳体和连接板防护，能够有效防护尖锐物品刺穿的风险。

实施例2

如图3所示，本实施例的一种电池模组，包括若干电芯2、外壳以及所述的加热装置，若干所述电芯2排布成多列并安装在所述外壳内，相邻两列电芯2之间安装有一个所述加热装置1，所述连接板11远离所述加热元件12的一侧面与一列电芯2的端部相接触，所述连接板11与所述外壳卡接。

本实施例的电池模组，在两列电芯之间设置一个加热装置，可以同时对两列电芯进行加热，使加热装置的热量最大程度的被电芯吸收，提高热量利用率；而且将连接板与外壳进行卡接，使加热装置安装更加牢固，防止加热装置在电池模组内发生晃动。两排电芯共用一个加热装置，使电池模组的整体结构更加紧凑，减少了占用空间，这对于目前能量密度要求越来越高，而空间要求越来越紧凑的设计目标具有重要的意义。

如图3所示，本实施例的所述外壳呈由端板3、底板6、侧板4以及上盖5合围而成的立方体结构，所述连接板11上端与所述上盖5卡接，所述端板3靠近所述电芯2一侧的左右两端边缘分别设有一凹槽31，所述上盖5中部向下凹陷形成一用于电池模组外部走线的通道51。在端板上设置凹槽，能够有效阻隔加热装置内的导热胶流向端板与侧板的焊接区域，造成侧板与端板接触不良，影响焊接质量。在上盖中部形成一通道，方便电池模组外部走线的整体规则性。

本实施例的端板上留有吊装孔，为模具装配实现自动化提供了可能性。本实施例的上盖为挤出模具加工而成，通过与侧板和托盘的配合，上盖固定的更加牢固；而且上盖截面结构为凹字形，流出了电池模组外部走线空间，这样整体更加紧凑，缩小了占用空间，这对目前能量密度要求越来越高，空间要求越来越紧凑的设计目标具有一定的意义。

如图3和图4所示，本实施例的所述上盖5与所述电芯2的上端之间安装有拼接式托盘7，所述拼接式托盘7由若干个托盘单元通过销钉72连接后拼接而成，所述拼接式托盘7上开设有若干用于电芯2的极柱伸出的通孔71。采用拼接式托盘，减少了模具的体积，节省了模具的成本，可用于承载电连接件，保证了电连接件的焊接质量。

如图4所示，本实施例的所述拼接式托盘7靠近所述上盖5的一侧设有若干个线束通道73，所述线束通道73上连接有若干线束卡扣74，若干所述线束卡扣74沿所述线束通道73的长度方向排布。线束通道和线束卡扣配合可以固定两个方向的线束，在拼接式托盘上设置线束通道，并在线束通道上设置卡扣，方便电池模组走线的整齐稳定性。本实施例的拼接式托盘，有定位、承载电连接件的功能，保证了电连接件的焊接质量。

如图3所示，本实施例的所述电芯2的底部粘贴有绝缘片；所述端板3与所述侧板4通过激光焊接固定连接；所述端板3与相邻的电芯2之间放置有定位框体8，所述定位框体8的各个角上设有与相邻电芯2的各个角对应抵接限位的限位板81；相邻所述电芯2之间通过中间电连接件21进行连接；所述电池模组还包括输出电连接件22，所述输出电连接件22通过镍片与外部导电件连接；所述中间电连接件21上预留有焊接定位孔。绝缘片的设置，杜绝了电池包箱体对电芯造成磨损的风险，同时也避免了在电芯漏电的情况下人员触摸非导电回路金属件造成的触电伤害；定位框体的设置，一方面可以起到绝缘功能，另一方面也能够起到精确定位端板以及限位托盘的作用；外部导电件的主流材质为铜，输出电连接件为铝贴镍片工艺，输出电连接件通过镍片转接后与外部导电件连接，可有效防止铜铝材质搭接容易产生电化学腐蚀的现象；在中间电连接件上预留焊接定位孔，保证了激光焊接能够有效定位，保证了电连接件的焊接质量。

本实施例的中间电连接件和输出电连接件为冲压模具加工而成，产品一致性好，能够有效的保证平面度，从而达到提高电连接件与电池焊接质量的效果。本实施例的中间电连接件的材质为铝，输出电连接件为铝贴镍片工艺，中间电连接件与输出电连接件直接连接，若没有镍片作为转接，铝铜材质搭接则容易产生电化学腐蚀。

本实施例的端板与定位框体、定位框体与电芯、电芯与电芯之间均采用结构胶连接，有效提高了电池模组整体的刚度与强度。

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 (10)

1.一种电池模组加热装置，其特征在于，包括两块连接板和加热元件，两块所述连接板相对布置，两块所述连接板之间预留出一安装间隙，所述加热元件位于所述安装间隙内且分别与两块连接板固定连接。

2.根据权利要求1所述一种电池模组加热装置，其特征在于，所述加热元件至少为两个。

3.根据权利要求1所述一种电池模组加热装置，其特征在于，所述加热元件包括壳体和PTC加热芯片，所述壳体内形成一加热腔，所述PTC加热芯片安装在所述加热腔内并通过穿出所述壳体的导线与接头连接。

4.根据权利要求1所述一种电池模组加热装置，其特征在于，所述连接板远离所述加热元件的一侧面上设有绝缘膜，所述绝缘膜上涂覆有导热胶。

5.根据权利要求1所述一种电池模组加热装置，其特征在于，两块所述连接板竖直的前后并列设置，其上端形成有用于与电池模组的上盖卡接的卡接部，下端以及左右两端分别设有定位板。

6.一种电池模组，其特征在于，包括若干电芯、外壳以及权利要求1至5任一项所述的加热装置，若干所述电芯排布成多列并安装在所述外壳内，相邻两列电芯之间安装有一个所述加热装置，所述连接板远离所述加热元件的一侧面与一列电芯的端部相接触，所述连接板与所述外壳卡接。

7.根据权利要求6所述一种电池模组，其特征在于，所述外壳呈由端板、底板、侧板以及上盖合围而成的立方体结构，所述端板靠近所述电芯一侧的左右两端边缘分别设有一凹槽，所述上盖中部向下凹陷形成一用于电池模组外部走线的通道。

8.根据权利要求6所述一种电池模组，其特征在于，所述上盖与所述电芯的上端之间安装有拼接式托盘，所述拼接式托盘由若干个托盘单元通过销钉连接后拼接而成，所述拼接式托盘上开设有若干用于电芯的极柱伸出的通孔。

9.根据权利要求8所述一种电池模组，其特征在于，所述拼接式托盘靠近所述上盖的一侧设有若干个线束通道，所述线束通道上连接有若干线束卡扣，若干所述线束卡扣沿所述线束通道的长度方向排布。

10.根据权利要求7至9任一项所述一种电池模组，其特征在于，所述电芯的底部粘贴有绝缘片；所述端板与所述侧板通过激光焊接固定连接；所述端板与相邻的电芯之间放置有定位框体，所述定位框体的各个角上设有与相邻电芯的各个角对应抵接限位的限位板；相邻所述电芯之间通过中间电连接件进行连接；所述电池模组还包括输出电连接件，所述输出电连接件通过镍片与外部导电件连接；所述中间电连接件上预留有焊接定位孔。