CN204857867U - 一种在低温环境下使用的锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种在低温环境下使用的锂离子电池，包括电池芯、加热膜，加热膜覆在电池芯上；所述的加热膜厚度为0.16-0.2mm，包括聚酰亚胺层和铜片层，两层聚酰亚胺层之间设有铜片层。所述的电池芯为若干个，每个电池芯上均覆有加热膜，加热膜之间串联。本实用新型的优点是：在电池芯上设置加热膜，当温度过低时，在较短时间内提升电池温度，且电池自身温升均匀性好，从而提升了电池使用环境的温度，有效地保证了锂电池的正常工作温度，使得锂电池在低温和严寒地区能够正常的使用，同时延长了锂电池组的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种在低温环境下使用的锂离子电池，尤其涉及一种用于电动汽车的可在低温环境下使用的锂离子电池。
背景技术
随着石油能源的短缺，人们环保意识的增强，近年来电动汽车的发展风起云涌，作为整车储能装置的电池越来越受关注，但化学体系电源本身具有一定的缺陷性，尤其对温度比较敏感，当温度降低到0℃以下时，电池的充电(存在锂离子在负极表面沉积还原，形成锂枝晶导致电池短路的危险)变成了困难的行为，电池的放电性能也大幅的衰减，无论是放电的倍率还是放电的容量都大幅降低，因此电动汽车在寒冷地区的使用研究变得迫切起来。
伴随电动汽车的示范运行的推广，电动汽车在寒冷地区的冬季运行，变得困难起来，问题主要体现在电池低温充电的危险性、电动汽车低温启动困难和续驶里程的缩短等，由于化学电源本身对温度的敏感性，如果单独从电池体系自身解决上述问题，时间会很漫长、也存在解决不了问题的风险，这样从外围来解决温度对电池的性能的影响就成为了首选途径。
发明内容
为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种在低温环境下使用的锂离子电池，克服锂离子电池在低温情况下不能充、放电的问题，延长电动汽车每次充电的续驶里程，使电动汽车在冬季寒冷地区的运行成为了可能。
为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
一种在低温环境下使用的锂离子电池，包括电池芯、加热膜，加热膜覆在电池芯上；所述的加热膜厚度为0.16-0.2mm，包括聚酰亚胺层和铜片层，两层聚酰亚胺层之间设有铜片层。
所述的电池芯为若干个，每个电池芯上均覆有加热膜，加热膜之间串联。
还包括加热膜保险、加热膜继电器、充电插座，充电插座依次与加热膜保险、加热膜继电器、加热膜连接。
所述的电池芯上连接有温度传感器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
在电池芯上设置加热膜，当温度过低时，在较短时间内提升电池温度，且电池自身温升均匀性好，从而提升了电池使用环境的温度，有效地保证了锂电池的正常工作温度，使得锂电池在低温和严寒地区能够正常的使用，同时延长了锂电池组的使用寿命；由于所有的加热膜采用串联的方式连接，使所有的加热膜升温速度相同，使所有电池的加热温度保持均匀，由于加热膜的厚度仅0.16-0.2mm，对电池芯进行强制风冷时，不会影响电池芯散热。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的电路原理图。
图中：1-电池芯2-聚酰亚胺层3-铜片层4-电池插座正极5-总正继电器6-总保险丝7-预充电继电器8-预充电电阻9-充电插座正极10-充电保险11-充电继电器12-加热膜保险13-加热膜继电器14-加热膜15-充电插座负极16-电池插座负极17-总负继电器18-分流器19-电池包。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。
见图1、图2，一种在低温环境下使用的锂离子电池，包括电池芯1、加热膜14，加热膜14覆在电池芯1上；所述的加热膜14厚度为0.16-0.2mm，包括聚酰亚胺层2和铜片层3，两层聚酰亚胺层2之间设有铜片层3。
电池芯1为若干个，每个电池芯1上均覆有加热膜14，加热膜14之间串联。采取对每块电池芯1贴一片电加热膜14的方案，如果是多块电池芯1组成的电池包19，加热膜14之间采用串联的连接方式，这样在电池包19的加热时，所有的电池芯1都被相同功率的加热膜14同时加热，能够保证了电池温度的一致性。
见图2，加热膜14加热电路与电池管理系统BMS连接，充电插座依次与加热膜14保险、加热膜14继电器13、加热膜14连接。加热膜14加热电路并入电池充放电电路中，便于电池管理系统BMS控制。
加热膜14为两层聚酰亚胺内夹发热铜片的结构，(聚酰亚胺本身具有耐高温达400℃以上，长期使用温度范围－200～300℃，无明显熔点；具有高绝缘性能，103赫下介电常数4.0，介电损耗仅0.004～0.007，属F至H级绝缘材料；导热系数为0.35W/m.K，导热性相对较好)加热膜14的尺寸设计为110*110*0.2mm，由于加热膜14的厚度仅为0.2mm，对电池芯1在进行强制风冷时，基本不会影响电池芯1散热。
充电机连接后，电池管理系统BMS进入唤醒状态，电池组充电前进行加热：
在BMS检测到当前电池包19内的环境温度均值≤5℃时，电池管理系统BMS控制充电继电器11、加热膜继电器13闭合，总负继电器17处于断开状态；完成继电器控制后，BMS通过CAN总线向充电机发出“PTC_heating”状态命令，随后发送电流、电压命令至充电机；充电机收到命令后正常开机并按BMS指令输出电流、电压；BMS检测环境温度均值＞10℃以上时，BMS向充电机发出关机命令，3分钟后，BMS控制充电继电器11、总负继电器17闭合，完成继电器控制后，BMS向充电机发送开机命令充电机进入充电状态。
充电时，温度升至＞10℃关断加热膜继电器13，温度降至≤5℃时闭合加热膜继电器13。
电池在加热的过程中，经测试电池正极柱为电池包19的温度最低点，温度传感器固定于正极柱上，所测得温度可以代表电池芯1的真实的温度。
Claims (4)
1.一种在低温环境下使用的锂离子电池，其特征在于，包括电池芯、加热膜，加热膜覆在电池芯上；所述的加热膜厚度为0.16-0.2mm，包括聚酰亚胺层和铜片层，两层聚酰亚胺层之间设有铜片层。
2.根据权利要求1所述的一种在低温环境下使用的锂离子电池，其特征在于，所述的电池芯为若干个，每个电池芯上均覆有加热膜，加热膜之间串联。
3.根据权利要求1所述的一种在低温环境下使用的锂离子电池，其特征在于，还包括加热膜保险、加热膜继电器、充电插座，充电插座依次与加热膜保险、加热膜继电器、加热膜连接。
4.根据权利要求1所述的一种在低温环境下使用的锂离子电池，其特征在于，所述的电池芯上连接有温度传感器。
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