CN211182274U - 电芯模块加热外壳及电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池模组技术领域，提供一种电芯模块加热外壳及电池模组。本实用新型所述的电芯模块加热外壳包括U型壳体(1)，所述U型壳体(1)包括相对设置的侧板(2)和连接于两侧板(2)的底板(3)，两个所述侧板(2)的相向的壁面上分别设有用于对电芯模块进行加热的加热元件。本实用新型的电芯模块加热外壳采用U型壳体设计，最大限度简化了外壳的设计，便于后续模组组装。同时U型壳体相向的侧板内壁均设置有加热元件，使用过程中能够从电芯两侧同时对电芯进行加热，热传递路径短、效率高，避免出现电芯单体温差大的问题，另外，在完成外壳安装过程中即同时完成加热元件的安装，简化安装工艺、提高系统能量密度。

Description

电芯模块加热外壳及电池模组

技术领域

本实用新型涉及电池模组技术领域，特别涉及一种电芯模块加热外壳及电池模组。

背景技术

目前电芯模块加热结构，通常为在电芯底面或单个侧面铺设加热片或加热膜等，因热量从电芯一端传递至另一端需要一定时间，电池换热效率低，且由于导热路径长，容易产生电池单体温差大的问题。

另外，现有的加热结构为独立结构，增加电池系统整体重量，不利于轻量化设计，降低电池模组能量密度，且安装部件多，影响生产效率；同时独立加热结构需单独安装，使得零部件数量增多，安装工艺难度加大，随着部件的增加将进而增加振动、冲击失效的风险。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种能够从电芯两侧同时对电芯进行加热，热传递路径短、效率高的电芯模块加热外壳及电池模组。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电芯模块加热外壳，包括U型壳体，所述U型壳体包括相对设置的侧板和连接于两侧板的底板，两个所述侧板的相向的壁面上分别设有用于对电芯模块进行加热的加热元件。

可选地，所述加热元件与所述壳体一体设置。

可选地，所述加热元件包括结构件和PTC发热体，所述PTC发热体设置在所述结构件的与所述侧板相对的安装面上。

可选地，所述结构件与所述侧板之间通过焊接或螺栓连接的方式固定在一起。

可选地，所述结构件包括板状结构，所述PTC发热体设置为沿所述板状结构的长度方向延伸。

可选地，所述结构件与所述PTC发热体之间过盈配合。

可选地，所述侧板上设有用于容纳所述加热元件的安装槽以使所述加热元件安装后所述U型壳体的内壁形成平面。

本实用新型第二方面提供一种电池模组，包括多个电芯、端板、盖板和上述任意方案所述的电芯模块加热外壳，所述电芯模块加热外壳的两端分别设有所述端板，所述电芯模块加热外壳的顶部设有所述盖板，所述端板、所述盖板和所述电芯模块加热外壳之间限定用于容纳多个所述电芯的腔体。

可选地，所述加热元件与所述电芯之间设有导热垫。

可选地，所述导热垫包括导热硅胶、导热膏或石墨片。

相对于现有技术，本实用新型所述的电芯模块加热外壳具有以下优势：

本实用新型的电芯模块加热外壳采用U型壳体设计，最大限度简化了外壳的设计，便于后续模组组装。同时U型壳体相向的侧板内壁均设置有加热元件，使用过程中能够从电芯两侧同时对电芯进行加热，热传递路径短、效率高，避免出现电芯单体温差大的问题，另外，在完成外壳安装过程中即同时完成加热元件的安装，简化安装工艺、提高系统能量密度。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施方式所述的电芯模块加热外壳结构示意图；

图2为本实用新型实施方式所述的电池模组的结构示意图；

图3为图2的电池模组的爆炸图。

附图标记说明：

1—壳体、2—侧板、3—底板、4—结构件、5—PTC发热体、6—安装槽、 7—电芯、8—端板、9—盖板、10—导热垫。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。

结合图1，根据本实用新型的一个方面，提供一种电芯模块加热外壳，包括U型壳体1，所述U型壳体1包括相对设置的侧板2和连接于两侧板2 的底板3，两个所述侧板2的相向的壁面上分别设有用于对电芯模块进行加热的加热元件。

本实用新型的电芯模块加热外壳采用U型壳体设计，最大限度简化了外壳的设计，便于后续模组组装，U型壳体两端部采用敞口设计，进一步提升了安装过程中的便利性，在放入电芯模块后配合U型壳体两端部的端板和顶部的盖板即可完成模组的安装。

由于电池温度控制对于电池的性能有很大影响，电池在合理的温度工作范围内使用时寿命会比较长，可靠性也高。特别是对于锂电池来说，温度高低对于锂离子动力电池的整体性能，包括电池的容量、功率、充放电效率、安全性和寿命等都有着非常显著的影响。锂离子动力电池对温度的敏感性主要源于其材料物化性质的温度敏感性。温度会直接影响电极材料的活性和导电率、锂离子在电极上的嵌入和脱嵌、隔膜的锂离子透过性等，进而影响到电池内部的电化学反应。在低温环境下，电池的充放电功率性能受限，因此需要对动力电池进行预加热，才能维持电池的性能。

本实用新型的电芯模块加热外壳正是能够对电池进行上述预加热，通过在U型壳体相向的侧板内壁均设置有加热元件，使用过程中能够从电芯两侧同时对电芯进行加热，热传递路径短、效率高，可以避免出现电芯单体温差大的问题，进而延长电池的使用寿命，另外，在完成外壳安装过程中即可同时完成加热元件的安装，简化安装工艺、提高系统能量密度。考虑到从电芯两侧同时对电芯进行加热，加热元件的覆盖面积已经能够满足电芯预热需求，无需再对应电芯其他面设置加热元件，可见，将壳体1设置为U型既能够保证加热元件的布置，满足加热要求，又在此基础上实现了简单化的设计。

此外，由于加热元件设置在U型壳体1的侧板上，设计过程中便于对加热元件进行精准定位，使U型壳体1的两侧板2的加热元件在位置上可以相互对应，具体来说，可以保证加热元件在两侧板2上设置高度和宽度的一致性，而且在后续安装电芯模块过程中，不会影响加热元件的设置位置，由此，在U型壳体1上安装电芯模块后，相互对应的加热元件对电芯进行加热过程中，能够确保电芯两侧热传递的均匀性，尽可能缩短热传递路径，进一步提高传热效率，有效避免电芯单体温差大的问题。

若壳体不采用U型设计，而采用分体的两侧板及底板设计，在侧板上安装加热元件时，即使将两个加热元件分别对应设置在两个侧板上相同位置，在后续模组组装的过程中，容易由于侧板安装过程中的偏差，使得两侧板上的加热元件位置无法准确对应，即容易出现错位的现象，进而将影响热传递的效果。

需要说明的是，所述加热元件与所述壳体1一体设置，以保证完成壳体安装过程中即同时能够完成加热元件的安装，便于外壳实现加热的功能，加热元件同时作为模组结构部件，减少零部件安装，简化安装工艺，提高生产效率，另外，一体化设置使得外壳结构紧凑，提高系统集成化程度，使模组重量减轻，便于达到模组能量密度及轻量化目标。

在本实施方式中，所述加热元件包括结构件4和PTC发热体5，所述 PTC发热体5设置在所述结构件4的与所述侧板2相对的安装面上。其中，结构件4主要用于对加热元件进行安装定位，而PTC发热体5则主要起到加热的作用。

具体而言，所述结构件4与所述侧板2之间通过焊接或螺栓连接的方式固定在一起。其中，结构件4可以采用导热材质以对PTC发热体5产生的热量进行传热，减少热量散失，从而对内部的电芯模块进行加热，在本实施方式中，结构件4通常采用铝结构件。

当然，结构件4可以设计为任意结构形式，只要能够将PTC发热体5 有效安装到侧板2上即可，作为其中的一种实施方式，所述结构件4包括板状结构，所述PTC发热体5设置为沿所述板状结构的长度方向延伸，以使 PTC发热体5能够沿长度方向覆盖全部电芯，增大与电芯间的接触面积，对电芯模块进行有效加热。

需要说明的是，结构件4与PTC发热体5之间压合在一起，且两者之间过盈配合，一方面能够使PTC发热体5稳定固定在结构件4上，另一方面便于结构件4的传热，提高对电芯模块的加热效率。进一步地，所述侧板 2上设有用于容纳所述加热元件的安装槽6以使所述加热元件能够嵌入上述安装槽6，且安装后所述U型壳体1的内壁形成平面，可以理解地，安装槽 6形状设置为与压合完成后的结构件4和PTC发热体5的形状相配合，以准确容纳该加热元件，保证加热元件安装后U型壳体1的内壁形成平面，不影响后续电芯模块的安装，利于实现对电芯模块的均匀加热，减少温差。

同时，由于PTC发热体5设置在结构件4和侧板2之间，结构件4则位于靠近电芯的一侧，将进一步便于实现安装完成后U型壳体1的内壁的平整性。

结合图2和图3，本实用新型第二方面提供一种电池模组，包括多个电芯7、端板8、盖板9和上述任意方案所述的电芯模块加热外壳，所述电芯模块加热外壳的两端分别设有所述端板8，所述电芯模块加热外壳的顶部设有所述盖板9，所述端板8、所述盖板9和所述电芯模块加热外壳之间限定用于容纳多个所述电芯的腔体。

该电池模组通过采用上述电芯模块加热外壳，能够对电池使用前进行有效预热，具体而言，加热元件能够从电芯两侧同时对电芯进行加热，热传递路径短、效率高，可以避免出现电芯单体温差大的问题，进而延长电池的使用寿命。

为进一步提高加热效率，模组安装过程中，所述加热元件与所述电芯7 之间可设有导热垫10。其中，所述导热垫10包括导热硅胶、导热膏或石墨片。加热过程中的热传递路径为依次为PTC发热体5、导热垫10和电芯7。具体模组安装过程中，先将多个电芯7并列放置在U型壳体1中，电芯7 和U型壳体1的两侧板2之间间隙配合以容纳上述导热垫10，随后在U型壳体1的两端部和顶部分别安装端板8和盖板9，整个安装过程十分便利，且U型壳体1的设计还能省去底板单独的安装步骤，从而实现侧板与底板的一体化安装。当然，还能进一步保证安装后两侧板2上的加热元件的位置能够准确相互对应，缩短热传递的路径，实现均匀加热，减少温差。

由于加热元件集成于U型壳体1的两侧板2，且沿壳体长度方向延伸，能够覆盖多个电芯7，以同时对多个电芯7进行加热，有效提升电芯间温度的均匀性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电芯模块加热外壳，其特征在于，包括U型壳体(1)，所述U型壳体(1)包括相对设置的侧板(2)和连接于两侧板(2)的底板(3)，两个所述侧板(2)的相向的壁面上分别设有用于对电芯模块进行加热的加热元件。

2.根据权利要求1所述的电芯模块加热外壳，其特征在于，所述加热元件与所述壳体(1)一体设置。

3.根据权利要求1所述的电芯模块加热外壳，其特征在于，所述加热元件包括结构件(4)和PTC发热体(5)，所述PTC发热体(5)设置在所述结构件(4)的与所述侧板(2)相对的安装面上。

4.根据权利要求3所述的电芯模块加热外壳，其特征在于，所述结构件(4)与所述侧板(2)之间通过焊接或螺栓连接的方式固定在一起。

5.根据权利要求3所述的电芯模块加热外壳，其特征在于，所述结构件(4)包括板状结构，所述PTC发热体(5)设置为沿所述板状结构的长度方向延伸。

6.根据权利要求3所述的电芯模块加热外壳，其特征在于，所述结构件(4)与所述PTC发热体(5)之间过盈配合。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的电芯模块加热外壳，其特征在于，所述侧板(2)上设有用于容纳所述加热元件的安装槽(6)以使所述加热元件安装后所述U型壳体(1)的内壁形成平面。

8.一种电池模组，其特征在于，包括多个电芯(7)、端板(8)、盖板(9)和权利要求1-7中任意一项所述的电芯模块加热外壳，所述电芯模块加热外壳的两端分别设有所述端板(8)，所述电芯模块加热外壳的顶部设有所述盖板(9)，所述端板(8)、所述盖板(9)和所述电芯模块加热外壳之间限定用于容纳多个所述电芯的腔体。

9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述加热元件与所述电芯(7)之间设有导热垫(10)。

10.根据权利要求9所述的电池模组，其特征在于，所述导热垫(10)包括导热硅胶、导热膏或石墨片。

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