CN112072214A - 电芯加热模块、电池模组及加热方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电芯加热模块、电池模组及加热方法。所述电芯加热模块包括：加热组件，所述加热组件适于通过导热固定胶固定在所述电芯的极耳上，所述加热组件适于加热所述极耳，所述极耳被加热后适于将热量传递给电芯。根据本发明实施例的电芯加热模块，加热组件将热量通过加热固定胶传递到极耳上，进而通过极耳传递到电芯内部，完成电芯内部的加热作业，减少了热量的传递路径，节省了开发成本，加热效率高，加热过程稳定。

Description

电芯加热模块、电池模组及加热方法

技术领域

本发明涉及电子电池技术领域，尤其是涉及一种电芯加热模块、电池模组及加热方法。

背景技术

目前，新能源电动汽车在低温情况下，动力电池组的性能大幅度下降，直接影响电动汽车的行驶里程，动力电池在低温下的加热方式、加热结构形式、加热速率及模组、电箱的保温措施直接影响产品用户体验。

在现有的加热结构中，导热材料用量大，系统加热温差大，传热路径以及影响加热效率的环节较多，同时每个模组均需要安装相应的加热片，直接影响了加热结构的效率，用户体验不佳。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电芯加热模块，所述电芯加热模块传热路径少，加热效果好，开发成本低。

本发明还提出了一种具有所述电芯加热模块的电池模组。

本发明还提出了一种电芯加热方法。

本发明还提出了一种电池模组的加热方法。

根据本发明实施例的电芯加热模块包括：加热组件，所述加热组件适于通过导热固定胶固定在电芯的极耳上，所述加热组件适于加热所述极耳，所述极耳被加热后适于将热量传递给电芯。

根据本发明实施例的电芯加热模块，加热组件将热量通过加热固定胶传递到极耳上，进而通过极耳传递到电芯内部，完成电芯内部的加热作业，减少了热量的传递路径，节省了开发成本，加热效率高，加热过程稳定。

另外，根据本发明的电芯加热模块，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述加热组件包括：PTC加热陶瓷片和设置于所述PTC加热陶瓷片外部的铝制外壳，所述铝制外壳适于通过所述导热固定胶固定在所述极耳上。

可选地，所述铝制外壳表面平面度a满足：a≤0.2mm。

本发明还提出了一种具有上述电芯加热模块的电池模组。

根据本发明第二方面实施例的电池模组还包括：多个电池包，多个所述电池包适于沿第一方向和/或第二方向堆叠，沿所述第一方向和/或第二方向堆叠的多个所述电池包适于通过极耳进行串联或者并联；所述电芯加热模块设于相邻的两个所述电池包连接的极耳上。

根据本发明第二方面实施例的电池模组，通过电芯加热模块可以对多个串联或者并联的电池包进行同时加热，减少了电池模组的内部用料，且，电芯加热模块的传热路径基本相同，使得多个电池包的加热温差较小，提升了对电池模组的加热效率，降低了开发成本。

可选地，多个所述电池包适沿第一方向堆叠后并联构成堆片体，多个所述堆片体适于沿第二方向串联构成叠片体，所述电芯加热模块设于串联的两个堆片体之间的所述极耳上。

可选地，相邻的两个所述电池包适于通过焊接所述极耳构成电路的串联或者并联，所述加热组件通过所述导热固定胶固定在焊接后的所述极耳的下端。

本发明还提出了一种电芯加热方法。

根据本发明第三方面实施例的电芯加热方法包括：将加热组件通过导热固定胶固定在电芯两端极耳的至少一端；通过加热所述电芯的所述极耳的方式加热所述电芯。

根据本发明第三方面实施例的电芯加热方式，通过导热固定胶将加热组件固定在电芯极耳上，有效地降低了导热固定胶的用量，进而通过加热极耳加热电芯，使得热量的传递路径变少，仅需通过导热固定胶、电芯极耳便可将热量传递至电芯内部，同时，影响加热效率的因素仅受导热固定胶的厚度以及加热组件的平面度影响，传热路径少，加热效果好，降低了开发成本。

可选地，所述加热组件包括：PTC加热陶瓷片和设置于所述PTC加热陶瓷片外部的铝制外壳，所述铝制外壳适于通过所述导热固定胶固定在所述极耳上。

进一步地，所述铝制外壳表面平面度a满足：a≤0.2mm。

本发明还提出了一种电池模组的加热方法。

根据本发明第四方面实施例的电池模组的加热方法包括：将多个电池包适沿第一方向堆叠后焊接极耳，以使得多个所述电池包并联构成堆片体；将多个所述堆片体沿第二方向堆叠后焊接并联后的所述极耳，以使得所述堆片体串联构成叠片体；将加热组件通过导热固定胶固定在焊接后的所述极耳的下端。

根据本发明第四方面实施例的电池模组的加热方式，加热组件通过导热固定胶安装在极耳上进行加热，使得加热组件的热量仅需通过导热固定胶以及极耳便可进入电芯内部，加热路径少，且加热组件连接两个堆片体，且传热路径基本一致，使得对堆片体的加热效果基本相同，进而减小叠片体系统整体的加热温差，加热效率高。且，相较于现有技术的大面积导热胶的使用，节省了开发成本。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的电芯加热模块的结构示意图；

图2是图1中沿A-A的截面图；

图3是根据本发明实施例的电池模组的叠片体结构示意图。

附图标记：

100：电芯加热模块；

1：加热组件；11：正极；12：负极；

2：导热固定胶；

3：电芯；31：极耳；

4：堆片体；5：叠片体；6：NTC采集单元。

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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的电芯加热模块100。

根据本发明实施例的电芯加热模块100包括：加热组件1，如图2所示，加热组件1适于通过导热固定胶2固定在电芯3的极耳31上，加热组件1适于加热极耳31，极耳31加热后适于将热量传递给电芯3。

也就是说，在现有的动力电池加热结构中，通常通过将加热片等加热装置对电池的底部或者侧面进行加热，因此，在加热片与电池之间会使用大量的导热贴或者涂胶等导热材料，以固定加热片。由此，现有的加热结构中热量需要通过加热片、电池的底板或者侧板、导热贴或者涂胶、电池表面绝缘层、电池表面才能传递至电池内部，热量传递路径较多，不利于热量的传导。

由此，加热组件1通过导热固定胶2固定在电芯3的极耳31上，避免了导热固定胶2等导热材料的大量应用，且传热路径减少，仅需通过导热固定胶2以及极耳31便可将加热组件1产生的热量传递到电芯3内部。

进一步地，现有的加热结构中，导热贴或者涂胶的厚度、加热片平面度、绝缘膜表面张力以及绝缘膜内部气孔等因素均会影响加热效率，从而导致系统整体加热温差大。而加热组件1的加热效率仅受导热固定胶2的厚度的影响，因此，传热过程更稳定，传热效率更高。

根据本发明实施例的电芯加热模块100，加热组件1将热量通过导热固定胶2传递到极耳31上，进而通过极耳31将热量传递到电芯3内部，完成电芯3内部的加热作业，减少了热量的传递路径，节省了开发成本，加热效率高，加热过程稳定。

在本发明的一些实施例中，加热组件1包括：PTC加热陶瓷片和设置于PTC加热陶瓷片外部的铝制外壳，铝制外壳适于通过导热固定胶2固定在极耳31上。其中，PTC加热陶瓷片具有热阻小、换热效率快以及体积小巧等特性，此外，铝壳具有良好的导热性能的同时具有电气绝缘的效果。由此通过PTC加热陶瓷片和铝制外壳的配合，使得加热组件1的整体尺寸较小，可以较好地通过导热固定胶2安装在如极耳31连接处等区域较小的位置，并可以较快的对极耳31进行加热，进而通过极耳31传递热量到电芯3内部，加热效率高。

在一个具体示例中，通过在6063-T5铝型材挤塑件内部灌封PTC加热陶瓷片，组成加热组件1。

在另一个具体示例中，如图1所示，加热组件1具有正极11和负极12，分别位于加热组件1的两端，可通过在正极11和负极22处施加电压使得PTC加热陶瓷片开始加热，这里的电压可以由电芯3提供，也可以单独设置供电单元，这里不作限制。

需要说明的是，加热组件1也可以是其他形式的加热装置，通过上述举例说明便于理解本发明的加热原理，使用其他形式的加热装置通过加热极耳31进而加热电芯3内部，从而达到加热效果的均在本发明的保护范围内。

目前来说，工艺安装上通常加热片与电芯3之间的不能较好地贴合，从而导致区域加热不均匀，动力电池整体加热温差大，进而加速电芯3容量缩减，影响电芯3的使用寿命。由此，在一些示例中，铝制外壳表面平面度a满足：a≤0.2mm，也就是说，加热组件1的表面平面度较好，一致性高，由此，可以较好地解决传统加热结构加热片的平面度问题，使得加热组件1可以与极耳31之间更好的贴合，从而降低了系统加热温差，提升了电芯3整体温度的一致性，避免因电芯3受热不均匀导致的电能容量衰减，有效地延长电芯3的使用寿命。

本发明还提出了一种具有上述电芯加热模块100的电池模组。

根据本发明第二方面实施例的电池模组还包括：多个电池包，多个电池包适于沿第一方向和/或第二方向堆叠，这里的第一方向指的是图2中由下向上的方向，第二方向指的是图2中由左向右的方向，沿第一方向和/或第二方向堆叠的多个电池包适于通过极耳31进行串联或者并联，电芯加热模块100设于相邻的两个电池包连接的极耳31上。

在一个具体示例中，参考图2，多个电池包沿第一方向并联堆叠后，多个堆叠的电池包沿第二方向串联。

也就是说，安装在多个电池包连接位置的极耳31上的电芯加热模块100，可以通过连接的多个极耳31同时对多个串联或并联的电池包同时进行加热，且传热路径基本一致，从而保证多个电池包之间的加热温差较小，从而使得电池模组的整体温度较为平均，使得不必为每一个电池包单独安装电芯加热模块100，同时减少了因电池包布局对加热效率造成的影响。

根据本发明第二方面实施例的电池模组，通过电芯加热模块100可以对多个串联或者并联的电池包进行同时加热，减少了电芯加热模块100的使用数量，也就是减少了物料投入，且，电芯加热模块100对多个电池包的传热路径基本相同，使得多个电池包的加热温差较小，提升了对电池模组的加热效率，降低了开发成本。

在本发明第二方面的一些实施例中，如图3所示，多个电池包适于沿第一方向堆叠后并联构成堆片体4，多个堆片体4适于沿第二方向串联构成叠片体5，电芯加热模块100设于串联的两个堆片体4的之间的极耳31上。也就是说，电芯加热模块100通过对串联的堆片体4上的之间相连的极耳31加热，便可以实现对位于电芯加热模块100两侧的堆片体4内的多个电池包进行加热，在多个电芯加热模块100的共同作用下，进而完成对叠片体5的加热。

换言之，通过电芯加热模块100对极耳31进行加热，进而加热电芯3内部，可以适应多种不同的电芯3布局方式，且不会对电芯加热模块100的加热效率造成影响，传热路径基本一致，使得叠片体5的整体加热温差小，具有较高的加热效率。

在一个具体示例中，如图3所示，相邻的两个堆片体4之间设有NTC采集单元6，NTC采集单元6可以较好地采集连接处极耳31的温度，从而使得系统可以根据温度控制电芯加热模块100工作与否，使得电芯加热模块100可以较好地保证电芯3处于适于工作的温度，准确有效。

可选地，相连的两个电池包适于通过焊接极耳31构成电路的串联或者并联，加热组件1通过导热固定胶2固定在焊接后的极耳31下端，换言之，加热组件1通过导热固定胶2固定在极耳31上，相较于现有技术中的大面积涂胶或者导热贴的使用，节省了大量导热材料的投入，降低了使用成本，同时，加热组件2对相连的两个电池包的加热路径基本一致，降低了加热误差。

需要说明的是，加热组件1也可以通过导热固定脚固定在焊接后极耳31上端，也可以同时固定在极耳31的上端和下端，这里不做限制。

本发明还提出了一种电芯加热方法。

根据本发明第三方面实施例的电芯加热方式包括：将加热组件1通过导热固定胶2固定在电芯3两端极耳31的至少一端；通过加热电芯3的极耳31的方式加热电芯3。

在一个具体示例中，加热组件2同时安装在电芯3的两端极耳31上。

根据本发明第三方面实施例的电芯加热方式，通过导热固定胶2将加热组件1固定在电芯3极耳31上，有效地降低了导热固定胶2的用量，进而通过加热极耳31加热电芯3，使得热量的传递路径变少，仅需通过导热固定胶2、电芯3极耳31便可将热量传递至电芯3内部，同时，影响加热效率的因素仅受导热固定胶2的厚度以及加热组件1的平面度影响，传热路径少，加热效果好，降低了开发成本。

在本发明第三方面的一些实施例中，加热组件1包括：PTC加热陶瓷片和设置于PTC加热陶瓷片外部的铝制外壳，铝制外壳适于通过导热固定胶2固定在极耳31上。其中，PTC加热陶瓷片具有热阻小、换热效率快以及体积小巧等特性，此外，铝壳具有良好的导热性能的同时具有电气绝缘的效果。由此通过PTC加热陶瓷片和铝制外壳的配合，使得加热组件1的整体尺寸较小，可以较好地通过导热固定胶2安装在如极耳31连接处等区域较小的位置，并可以较快的对极耳31进行加热，进而通过极耳31传递热量到电芯3内部，加热效率高。

在一个具体示例中，通过在6063-T5铝型材挤塑件内部灌封PTC加热陶瓷片，组成加热组件1。

需要说明的是，加热组件1也可以是其他形式的加热装置，通过上述举例说明便于理解本发明的加热原理，使用其他形式的加热装置通过加热极耳31进而加热电芯3内部，从而达到加热效果的均在本发明的保护范围内。

目前来说，工艺安装上通常加热片与电芯3之间的不能较好地贴合，从而导致区域加热不均匀，动力电池整体加热温差大，进而加速电芯3容量缩减，影响电芯3的使用寿命。由此，在一些示例中，铝制外壳表面平面度a满足：a≤0.2mm。也就是说，加热组件1的表面平面度较好，由此，可以较好地解决传统加热结构加热片的平面度问题，使得加热组件1可以与极耳31之间更好的贴合，从而降低了系统加热温差，提升了电芯3整体温度的一致性，避免因电芯3受热不均匀导致的电能容量衰减，有效地延长电芯3的使用寿命。

本发明还提出了一种电池模组的加热方式。

根据本发明第四方面实施例的电池模组的加热方式包括：将多个电池包沿第一方向堆叠后焊接极耳31，以使得多个电池包并联构成堆片体4；将多个堆片体4沿第二方向堆叠后焊接并联后的极耳31，以使得堆片体4串联构成叠片体5；将加热组件1通过导热固定胶2固定在焊接后的极耳31的下端。

也就是说，加热组件1通过加热所在位置的极耳31，便可通过极耳31将热量传递到电芯3内部，完成加热组件1两侧电芯3的加热，换言之，完成对堆片体4的加热，多个加热组件1位于多组相邻的堆片体4之间进行加热，最终完成叠片体5的加热。

根据本发明第四方面实施例的电池模组的加热方式，加热组件1通过导热固定胶2安装在极耳31上进行加热，使得加热组件1的热量仅需通过导热固定胶2以及极耳31便可进入电芯3内部，加热路径少，且加热组件1连接两个堆片体4，且传热路径基本一致，使得对堆片体4的加热效果基本相同，进而减小叠片体5系统整体的加热温差，加热效率高。且，相较于现有技术的大面积导热胶的使用，节省了开发成本。

根据本发明实施例的电芯加热模块100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“可选地”、“进一步地”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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电芯加热模块，其特征在于，包括：加热组件，所述加热组件适于通过导热固定胶固定在电芯的极耳上，所述加热组件适于加热所述极耳，所述极耳被加热后适于将热量传递给电芯。

2.根据权利要求1所述的电芯加热模块，其特征在于，所述加热组件包括：PTC加热陶瓷片和设置于所述PTC加热陶瓷片外部的铝制外壳，所述铝制外壳适于通过所述导热固定胶固定在所述极耳上。

3.根据权利要求2所述的电芯加热模块，其特征在于，所述铝制外壳表面平面度a满足：a≤0.2mm。

4.一种电池模组，其特征在于，包括：

多个电池包，多个所述电池包适于沿第一方向和/或第二方向堆叠，沿所述第一方向和/或第二方向堆叠的多个所述电池包适于通过极耳进行串联或者并联；

电芯加热模块，所述电芯加热模块包括权利要求1-3中任意一项所述的电芯加热模块，所述电芯加热模块设于相邻的两个所述电池包连接的极耳上。

5.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，多个所述电池包适沿第一方向堆叠后并联构成堆片体，多个所述堆片体适于沿第二方向串联构成叠片体，所述电芯加热模块设于串联的两个堆片体之间的所述极耳上。

6.根据权利要求4所述的电池模组，其特征在于，相邻的两个所述电池包适于通过焊接所述极耳构成电路的串联或者并联，所述加热组件通过所述导热固定胶固定在焊接后的所述极耳的下端。

7.一种电芯加热方法，其特征在于，包括：

将加热组件通过导热固定胶固定在电芯两端极耳的至少一端；

通过加热所述电芯的所述极耳的方式加热所述电芯。

8.根据权利要求7所述的电芯加热方法，其特征在于，所述加热组件包括：PTC加热陶瓷片和设置于所述PTC加热陶瓷片外部的铝制外壳，所述铝制外壳适于通过所述导热固定胶固定在所述极耳上。

9.根据权利要求8所述的电芯加热方法，其特征在于，所述铝制外壳表面平面度a满足：a≤0.2mm。

10.一种电池模组的加热方法，其特征在于，包括：

将多个电池包适沿第一方向堆叠后焊接极耳，以使得多个所述电池包并联构成堆片体；

将多个所述堆片体沿第二方向堆叠后焊接并联后的所述极耳，以使得所述堆片体串联构成叠片体；

将加热组件通过导热固定胶固定在焊接后的所述极耳的下端。

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