CN113161648A - 一种电动汽车电池均匀加热装置及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电动汽车电池均匀加热装置及其使用方法。一种电动汽车电池均匀加热装置，包括贴合在电池包内电芯组件侧面上的内加热膜，所述的内加热膜的远离电芯的一侧并联设置有外加热膜，所述的内加热膜和外加热膜上的功率密度均从中间区域往两侧区域逐渐增大。本发明能够减小电池包加热状态时电芯之间的温差。

Description

一种电动汽车电池均匀加热装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电动汽车电池均匀加热装置及其使用方法。
背景技术
锂离子动力电池的适宜工作温度范围为20℃~40℃。低温下工作锂电池存在以下问题：放电时可用电量低，输出功率受限；充电时电池充电慢充电时长延长。因此，锂电池低温下充放电需要加热，有利于使电池性能得到完全发挥。
目前市场上动力电池通用的加热方案有以下2种：
方案一，利用PTC水加热器给电池包内循环液加热，升温后的循环液加热流经电池包内部时，给电池加热，从而达到给电池升温的目的。这种加热方案因成本贵等问题，部分车型不采用PTC水加热器方案。
方案二，与方案一中的采用循环液间接给电池加热方案不同，该方案直接在电池包内的电芯组件表面贴加热膜，加热膜是由两层绝缘层夹一层发热芯体组成，加热膜工作时只需在加热膜上加持电压即开始产热。该电压可来自于电池包本身，也可来自于外部充电桩。
目前市面上流行的加热膜设计方案，大概分为两类。第一类，是在整个加热膜功率均匀分布，即每处功率密度均一致。该设计方案会导致加热过程中温差会越来越大，因为靠近模组外侧的电芯与周围空气换热量大，而中部电芯与周围空气换热量小。第二类，整个加热膜分成多个不同区域，各区域功率密度不一样，该设计方案通过区分不同区域的功率密度能保证电芯加热过程中电池受热均匀，温差不会增大，但若电池充放电起始时刻温差就较大，那充放电过程中电池包将一直维持温差大状态。
总而言之，现有加热膜技术都是为了保证加热膜加热电芯过程中保持不同电芯受热均匀，使得电芯之间温差不增大，但若电池包内起始温差就较大，则无法缩小温差，将一直维持温差大的状态。
发明内容
本发明主要是针对现有加热膜技术都是为了保证加热膜加热电芯过程中保持不同电芯受热均匀，使得电芯之间温差不增大，但若电池包内起始温差就较大，则无法缩小温差，将一直维持温差大的状态的问题，提供一种在电池包起始状态时电芯之间就维持比较大温差的情形下，也能够减小电池包加热状态时电芯之间的温差的电动汽车电池均匀加热装置及其使用方法。
本发明的目的主要是通过下述方案得以实现的：一种电动汽车电池均匀加热装置，包括贴合在电池包内电芯组件侧面上且用于给电芯正常加热的内加热膜，所述的内加热膜的远离电芯的一侧并联设置有用于缩小电池包内电芯之间温差的外加热膜，所述的内加热膜和外加热膜上的功率密度均从中间区域往两侧区域逐渐增大。内加热膜的远离电芯的一侧并联设置有外加热膜，内加热膜和外加热膜上的功率密度均从中间区域往两侧区域逐渐增大，如果电池包起始状态时电芯之间就维持较大温差即电芯组件的外侧电芯的温度较低，位于中间区域的电芯的温度较高，内加热膜的设计用于给电芯正常加热，内加热膜上不同功率密度的设计能保证加热膜在加热电芯过程中升高同样的温度，从而使得电芯单体之间温差不增大，外加热膜的两侧功率密度较大，中间区域功率密度很小，这样可以使得外加热膜能够着重加热外侧的电芯，对内侧电芯起到的加热作用很小，从而使得外加热膜在工作时能够减小电池包内电芯单体之间的温差，通过双层加热膜设计，内加热膜用于电池包正常加热，外加热膜用于缩小电池包温差，内加热膜和外加热膜采用并联设计，可以通过电池包本身或者外部充电桩用来供电，任一层加热膜可单独工作，也可同时工作，从而能够减小电池包加热状态时电芯之间的温差；当电池包需加热且起始状态时电池包内电芯间温差偏小时，可内加热膜单独工作，外加热膜不工作；当电池包没有加热需求且温差过大时，内加热膜不工作而外加热膜工作，根据不同的情况选择不同的加热模式，从而可以达到所需的加热效果。
作为优选，所述的内加热膜和外加热膜通过导热胶连接在一起。内加热膜和外加热膜通过导热胶连接在一起，从而具有良好的导热能力和较好的绝缘耐压功能。
作为优选，所述的内加热膜和外加热膜的厚度为0.3-0.5mm。内加热膜和外加热膜的厚度为0.3-0.5mm，根据实际需要可以选择不同厚度的内加热膜和外加热膜。
作为优选，所述的内加热膜和外加热膜的厚度为0.4mm。内加热膜和外加热膜的厚度为0.4mm，在该厚度尺寸下，内加热膜和外加热膜的适用性最强。
作为优选，所述的内加热膜和外加热膜上的中间区域的功率密度分别与两侧区域的功率密度的比值为1:( 1.2-5)。内加热膜和外加热膜上的中间区域的功率密度分别与两侧区域的功率密度的比值为1:( 1.2-5)，根据实际需要可以选择不同的功率密度，保证使用效果。
作为优选，所述的内加热膜和外加热膜上的中间区域的面积分别与两侧区域的面积的比值为（3-10）:1。内加热膜和外加热膜上的中间区域的面积分别与两侧区域的面积的比值为（3-10）:1，根据实际需要可以选择不同的面积比值。
一种上述电动汽车电池均匀加热装置的使用方法，按以下步骤进行：
步骤一，当电池包需加热且电池包内电芯间温差偏小时，内加热膜单独工作，外加热膜不工作；
步骤二，当电池包需加热且电池包内电芯间温差偏大时，内加热膜和外加热膜同时工作；
步骤三，当电池包没有加热需求且温差过大时，内加热膜不工作，外加热膜工作。
因此，本发明的一种电动汽车电池均匀加热装置及其使用方法具备下述优点：本发明通过双层加热膜设计，内加热膜用于电池包正常加热，外加热膜用于缩小电池包温差，内加热膜和外加热膜采用并联设计，任一层加热膜可单独工作，也可同时工作，从而能够在电池包起始状态时电芯之间就维持比较大温差的情形下，能够减小电池包加热状态时电芯之间的温差。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图。
附图2是图1中A处的放大图。
图示说明：1-电芯，2-内加热膜，3-外加热膜。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：
如图1、2所示，一种电动汽车电池均匀加热装置，包括贴合在电池包内电芯1组件侧面上且用于给电芯正常加热的内加热膜2，内加热膜2的远离电芯1的一侧并联设置有用于缩小电池包内电芯之间温差的外加热膜3，内加热膜2和外加热膜3上的功率密度均从中间区域往两侧区域逐渐增大，如果电池包起始状态时电芯1之间就维持较大温差即电芯1组件的外侧电芯1的温度较低，位于中间区域的电芯1的温度较高，内加热膜2的设计用于给电芯1正常加热，内加热膜2上不同功率密度的设计能保证加热膜在加热电芯1过程中升高同样的温度，从而使得电芯1单体之间温差不增大，外加热膜3的两侧功率密度较大，中间区域功率密度很小，这样可以使得外加热膜3能够着重加热外侧的电芯1，对内侧电芯1起到的加热作用很小，从而使得外加热膜3在工作时能够减小电池包内电芯1单体之间的温差，通过双层加热膜设计，内加热膜2用于电池包正常加热，外加热膜3用于缩小电池包温差，内加热膜2和外加热膜3采用并联设计，可以通过电池包本身或者外部充电桩用来供电，任一层加热膜可单独工作，也可同时工作，从而能够减小电池包加热状态时电芯1之间的温差；当电池包需加热且起始状态时电池包内电芯1间温差偏小时，可内加热膜2单独工作，外加热膜不工作；当电池包没有加热需求且温差过大时，内加热膜不工作而外加热膜工作，根据不同的情况选择不同的加热模式，从而可以达到所需的加热效果。
内加热膜2和外加热膜3通过导热胶连接在一起，从而具有良好的导热能力和较好的绝缘耐压功能。
内加热膜2和外加热膜3的厚度为0.3-0.5mm，根据实际需要可以选择不同厚度的内加热膜2和外加热膜3；在本实施例中，内加热膜2和外加热膜3的厚度为0.4mm，在该厚度尺寸下，内加热膜2和外加热膜3的适用性最强。
内加热膜2和外加热膜3上的中间区域的功率密度分别与两侧区域的功率密度的比值为1:( 1.2-5)，根据实际需要可以选择不同的功率密度，内加热膜2和外加热膜3上的中间区域的面积分别与两侧区域的面积的比值为（3-10）:1，根据实际需要可以选择不同的面积比值，保证使用效果。
一种上述电动汽车电池均匀加热装置的使用方法，按以下步骤进行：
步骤一，当电池包需加热且电池包内电芯1间温差偏小时，内加热膜2单独工作，外加热膜3不工作；
步骤二，当电池包需加热且电池包内电芯1间温差偏大时，内加热膜2和外加热膜3同时工作；
步骤三，当电池包没有加热需求且温差过大时，内加热膜2不工作，外加热膜3工作。
应理解，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种电动汽车电池均匀加热装置，其特征在于，包括贴合在电池包内电芯组件侧面上且用于给电芯正常加热的内加热膜，所述的内加热膜的远离电芯的一侧并联设置有用于缩小电池包内电芯之间温差的外加热膜，所述的内加热膜和外加热膜上的功率密度均从中间区域往两侧区域逐渐增大。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池均匀加热装置，其特征在于，所述的内加热膜和外加热膜通过导热胶连接在一起。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池均匀加热装置，其特征在于，所述的内加热膜和外加热膜的厚度为0.3-0.5mm。
4.根据权利要求3所述的一种电动汽车电池均匀加热装置，其特征在于，所述的内加热膜和外加热膜的厚度为0.4mm。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种电动汽车电池均匀加热装置，其特征在于，所述的内加热膜和外加热膜上的中间区域的功率密度分别与两侧区域的功率密度的比值为1:(1.2-5)。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种电动汽车电池均匀加热装置，其特征在于，所述的内加热膜和外加热膜上的中间区域的面积分别与两侧区域的面积的比值为（3-10）:1。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的一种电动汽车电池均匀加热装置的使用方法，其特征在于，按以下步骤进行：
步骤一，当电池包需加热且电池包内电芯间温差偏小时，内加热膜单独工作，外加热膜不工作；
步骤二，当电池包需加热且电池包内电芯间温差偏大时，内加热膜和外加热膜同时工作；
步骤三，当电池包没有加热需求且温差过大时，内加热膜不工作，外加热膜工作。
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