CN211957847U - 电池模块用加热膜、电池模块、电池组及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池模块用加热膜、电池模块、电池组及装置，涉及电池技术领域，用于对加热膜表面的温度进行采集和监控。本实用新型的电池模块，包括加热膜本体、温度采集结构以及导体，导体形成在加热膜本体上，且导体用于与温度采集结构电气连接，以便传递温度采集结构采集的加热膜本体的表面温度信息，从而能够对加热膜本体表面的温度进行采集，以提高电池模块温度控制的准确性和精确度。

Description

电池模块用加热膜、电池模块、电池组及装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别地涉及一种电池模块用加热膜、电池模块、电池组及装置。

背景技术

通常电池模块是由多个电芯通过串/并联组合的形式构成的。目前为了使电池模块在低温下能够快速升温，提高充电效率，电池模块上通常附有加热膜。但是在电池模块的使用中通常仅仅只对电芯进行温度采集，以此来代替加热膜的温度。但是加热膜与电芯之间的温度并非是完全相同，因此用电芯的温度来代替加热膜表面的温度显然是不够准确的。因此需要对加热膜表面的温度进行采集以监控电池模块的温度。目前虽然能够对加热膜的温度进行采集，但是采集的温度并不准确，因此无法确保电池模块温度控制的准确性和精确度。因此需要一种能够准确地采集加热膜的表面温度的装置。

发明内容

本实用新型提供一种电池模块用加热膜、电池模块、电池组及装置，用于对加热膜表面的温度进行准确地采集和监控，以便检测电池模块、电池组及装置的使用情况。

根据本实用新型的第一个方面，本实用新型提供一种电池模块用加热膜，包括：

加热膜本体；

温度采集结构，所述温度采集结构设置在所述加热膜本体的表面，用于采集所述加热膜本体的表面温度；以及

导体，所述导体形成在所述加热膜本体上，且所述导体用于与所述温度采集结构电气连接，以传递所述温度采集结构采集的所述加热膜本体的表面温度信息。

由于导体设置在加热膜本体上，因此导体与温度采集结构电气连接即可使加热膜本体与温度采集结构电气连通，从而通过温度采集结构实现准确采集加热膜本体的表面温度信息的目的。由此，可直接对电池模块用加热膜的温度进行采集和管理，从而提高了对电池模块及电池组的温度控制的准确性和精确度。

在一个实施方式中，所述温度采集结构位于所述加热膜本体上设有发热体的对应位置处。由于加热膜本体上设置有蛇形的发热体，因此温度采集结构设置在加热膜本体上设有发热体的位置处，能够使其采集到的温度信息更准确。

在一个实施方式中，所述温度采集结构为薄膜式结构。其具有便于帖焊的形式。

在一个实施方式中，所述温度采集结构的外表面至少部分设置有保护结构，以对温度采集结构及其与导体的结合部位进行防护。

在一个实施方式中，所述加热膜本体的内侧设置有凹槽，所述凹槽用于容纳所述温度采集结构。

在一个实施方式中，所述凹槽还用于容纳所述保护结构，且所述保护结构的内侧端面与所述加热膜本体的内表面齐平。

因此加热膜本体的内侧，即其靠近电芯并与电芯相贴合的那一侧，能够保持平整的表面，从而使其与电芯的贴合更紧密。

进一步地，所述保护结构由密封胶固化形成，点胶工艺具有简单易操作的特性，因此通过点胶工艺固化形成保护结构有利于控制成本和提高生产效率。

在一个实施方式中，所述导体远离所述温度采集结构的一端连接有温度采集线，通过温度采集线能够将温度采集结构采集到的温度信息进行传递；且所述导体与所述温度采集线的连接处设置有硅橡胶防护部，在二者的连接处设置硅橡胶防护部能够使二者的连接更牢固并对焊点起到保护作用。

根据本实用新型的第二个方面，本实用新型提供一种电池模块，其包括上述所述的电池模块用加热膜。电池模块还包括多个电芯，多个电芯以串联和/或并联的方式进行连接，多个电芯的外部包覆有上述的电池模块用加热膜，电池模块用加热膜能够在低温下使电芯快速升温，从而提高充电效率。

根据本实用新型的第三个方面，本实用新型提供一种电池组，其包括上述的电池模块，电池模块的数量可以是多个，多个电池模块按照一定的规律进行排列设置。

根据本实用新型的第四个方面，本实用新型提供一种使用电池组作为电源的装置，其包括上述的电池组。其中，上述的装置可以是车辆、无人机等。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过在加热膜本体上设置温度采集结构，能够直接对电池模块用加热膜的温度进行采集和管理，并且其采集到的温度信息能够通过加热膜本体上的导体进行传递，因此提高了温度采集的准确性，从而能够对加热膜本体进行准确地温度监管，以提高电池模块温度控制的准确性和精确度；此外，通过监控加热膜本体表面的温度，能够防止加热膜本体脱胶继而发生干烧，引起安全事故等现象，从而对电池模块的使用起到预警的作用。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。

图1是本实用新型的实施例中电池模块用加热膜的立体结构示意图；

图2是图1所述A处的放大图；

图3是图2中隐藏了温度采集结构外的保护结构的结构示意图；

图4是本实用新型的其中一个实施例中电池模块的立体结构示意图；

图5是图4所示的电池模块的爆炸图；

图6是本实用新型的一个实施例中电池组的爆炸图；

图7是本实用新型的一个实施例中装置的结构示意图。

附图标记：

10-车辆；

100-电池组；101-车辆主体；

110-电池模块；120-上盖；130-下盖；

111-电池模块用加热膜；112-电芯；113-端板；114-扎带；115-连接结构；

1111-加热膜本体；1111a-发热体；1111b-绝缘膜；

1112-温度采集结构；1112a-保护结构；

1113-导体；1113a-硅橡胶防护部；

1114-温度采集线；

A1-连接器；

L-纵向；H-高度方向；T-横向。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的术语“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变，因此不能理解为对本实用新型的限制。

首先对本实用新型中的方向进行定义，本实用新型的纵向L指的是电芯排布方向，高度方向H指的是电极端子所指示的方向；横向T与纵向方向L和高度方向H相垂直，上述三个方向分别为直角坐标系中的三个坐标轴的方向。

如图1-5所示，根据本实用新型的第一个方面，本实用新型提供一种电池模块用加热膜111，其贴合于电池模块110中电芯的外部，用于在低温下使电池模块110快速升温，从而提高充电效率。

具体来说，本实用新型的电池模块用加热膜111包括加热膜本体1111、温度采集结构1112和导体1113。其中，温度采集结构1112设置在加热膜本体1111上，用于采集加热膜本体1111的表面温度。导体1113形成在加热膜本体1111上，用于与温度采集结构1112电气连接。

在一些实施方式中，导体1113至少有部分通过蚀刻的方式设置在加热膜本体1111上，换言之，导体1113通过蚀刻的方式与加热膜本体1111电气连接。

由于导体1113通过蚀刻的方式设置在加热膜本体1111上，因此导体1113蚀刻于加热膜本体1111上的部分可也称为蚀刻线。

温度采集结构1112与导体1113电气连接。更具体地，温度采集结构1112与导体1113蚀刻于加热膜本体1111上的部分（蚀刻线）电气连接，以使导体1113能够传递温度采集结构1112所采集的加热膜本体1111的表面温度信息。因此导体1113是将加热膜本体1111和温度采集结构1112进行电气连接的重要结构。

而由于导体1113蚀刻于加热膜本体1111上，因此可使加热膜本体1111的表面则更加平整和柔软，从而便于加热膜本体1111的弯折。同时，在加热膜本体1111发生弯折时，导体1113可跟随加热膜本体1111一起进行弯折，从而使加热膜本体1111与电芯112之间没有空鼓，因此能够提高加热膜本体1111与电芯112的连接牢固度。

因此与加热膜本体1111的表面附着水滴头NTC的方式相比，本实用新型中通过导体1113使温度采集结构1112和加热膜本体1111电气相连以监管加热膜本体1111的温度的方式更具有优越性。第一，由于导体1113蚀刻于加热膜本体1111上，在制造过程中无加压工序，因此有利于加热膜本体1111的装配；第二，导体1113蚀刻于加热膜本体1111，因此其不会占用加热膜本体1111的表面空间，会使加热膜本体1111的内表面（即靠近电芯112的那一侧表面）更平整、柔软，从而有利于其与电芯112进行粘接；且其厚度更小也更利于其装配；第三，加热膜本体1111在与电芯112粘接时，可能会发生弯折，因此导体1113能够跟随其弯折而不会阻碍其弯折，从而是加热膜本体1111与电芯112的粘接更牢固。

通过温度采集结构1112能够采集加热膜本体1111的温度，而之所以要对加热膜本体1111的温度进行精确地监测，由于加热膜本体1111与电池模块110的电芯112之间是通过胶粘进行连接的，因此为了防止加热膜本体1111脱胶继而发生干烧、引起安全事故等严重后果，必须要对加热膜本体1111的温度进行精确地监测，从而对电池模块110的使用起到预警的作用。

由于加热膜本体1111一般构造为长条结构、片状结构或带状结构，因此温度采集结构1112的布置位置可根据需要进行调整。

需要说明的是，温度采集结构1112需要设置在加热膜本体1111上设有发热体1111a的相应位置处。

一般来说，加热膜本体1111包括绝缘膜1111b和发热体1111a，发热体1111a位于绝缘膜1111b之间。发热体1111a与外部电源连通，以实现发热体1111a的通电加热。绝缘膜1111b用于对发热体1111a进行保护以及使发热体1111a与电芯112绝缘。

可以理解地，发热体1111a可为金属片或金属丝。

如图2和3所示，发热体1111a为金属丝，其在绝缘膜1111b上以蛇形排布的方式进行设置，因此造成加热膜本体1111上有些部位具有发热体1111a，而有些部位则没有发热体1111a（即发热体1111a之间具有间隙）。因此温度采集结构1112设置在加热膜本体1111上设有发热体1111a的相应位置处能够保证温度采集结构1112采集到的温度信息是加热膜本体1111的准确温度。

优选地，温度采集结构1112为热敏元件。热敏元件随温度的线性变化其电阻值也线性变化，因此通过热敏元件附着在加热膜本体1111上能够通过其电阻值获取加热膜本体1111的温度信息。

此外，温度采集结构1112还可以是温度传感器等能够测量温度的部件。

优选地，温度采集结构1112为薄膜式结构，具体地，温度采集结构1112为薄膜式温度系数热敏电阻器（即薄膜式NTC），其与简单的放大电路结合，就可检测千分之一度的温度变化，因此能够完成高精度的温度测量。负温度系数热敏电阻器是以氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化铜和氧化铝等金属氧化物为主要原料，采用陶瓷工艺制造而成。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，完全类似于锗、硅晶体材料，体内的载流子（电子和空穴）数目少，电阻较高；温度升高，体内载流子数目增加，自然电阻值降低。负温度系数热敏电阻类型很多，使用区分为低温（-60～300℃）、中温（300～600℃）、高温（>600℃）三种，有灵敏度高、稳定性好、响应快、寿命长、价格低等优点。

并且，薄膜式NTC可使加热膜本体1111整体设计厚度较薄（例如，加热膜本体1111整体厚度可小于2.5mm）。

在一些实施方式中，温度采集结构1112的外表面至少部分设置有保护结构1112a。优选地，保护结构1112a完全包覆温度采集结构1112。

其中，保护结构1112a由密封胶固化形成。例如可在温度采集结构1112的外部设置胶水使其固定于加热膜本体1111上。点胶工艺具有简单易操作的特性，因此通过点胶工艺固化形成保护结构1112a有利于控制成本和提高生产效率。

为了实现对温度采集结构1112的保护，在加热膜本体1111的内表面（即靠近电芯112的那一侧表面）设置有凹槽（未图示），凹槽用于容纳温度采集结构1112，能够对温度采集结构1112实现保护，以降低温度采集结构1112的在安装过程中被破坏的概率。

进一步的，保护结构1112a也设置在凹槽中，其中，保护结构1112a的内侧端面（即靠近电芯112的那一侧端面）和加热膜本体1111的内表面（即靠近电芯112的那一侧表面）齐平；换言之，保护结构1112a设置在凹槽中后，其朝向电芯112的那一端并未突出于加热膜本体1111的内表面，从而保证了加热膜本体1111的内表面的平整性，从而使加热膜本体1111更加平整，从而保证加热膜本体1111和电芯112的紧密贴合。

由于加热膜本体1111一般是粘接于电芯112的外表面上，因此加热膜本体1111的内表面平整性提高有利于加热膜本体1111与电芯112的连接强度，使其连接更加牢固，以避免加热膜本体1111干烧的风险以及电池模块110失效的恶劣后果。

导体1113与温度采集结构1112直接相连。以热敏电阻为例，导体1113的其中一端通过焊接的方式和热敏元件电气连接，从而使热敏元件与加热膜本体1111形成一个电气连接的整体。

具体地，导体1113可以是金属丝，如图3所示的实施例中，金属丝为两条，其与热敏元件的导线一一对应，因此两条金属丝的端部可以分别与热敏元件的两根导线进行焊接。通过金属丝能将热敏元件随温度变化的信息进行传递，并且采用金属丝便于生产和制造。

此外，由于导体1113需要传递温度信息，因此导体1113的另一端（即远离热敏元件的那一端）连接有温度采集线1114，例如可通过焊接的方式连接温度采集线1114，以降低二者的连接处对电阻值的影响。通过导体1113将热敏元件随温度变化的信息传递给温度采集线1114，温度采集线1114再将该信息传递给测温器，即可对加热膜本体1111的表面温度进行采集和监控。

此外，由于导体1113与温度采集线1114通过焊接相连，因此需要在二者的连接处设置硅橡胶防护部1113a，从而可将二者进行压合防护，并将焊点包覆在硅橡胶防护部1113a的内部，以起到防护的作用。

综上所述，本实用新型的电池模块用加热膜111，通过蚀刻于其上的导体1113与温度采集结构1112形成电气连接，从而可通过温度采集结构1112来监测其温度变化，从而能够精确地获取电池模块用加热膜111的温度，防止加热膜本体1111脱胶发生干烧而造成的安全事故，能够对电池模块110的使用起到预警的作用，从而对电池模块110的热管理起到了积极的效果。

根据本实用新型的第二个方面，如图4和5所示，本实用新型提供一种电池模块110。

具体来说，如图5所示，本实用新型的电池模块110包括多个电芯112，多个电芯112按照一定的方向依次布置，例如沿纵向L排列。多个电芯112通过串联和/或并联的方式进行连接。

电芯112可为硬壳电池（或称为罐型电池）或软包电池（或称为袋型电池）。硬壳电池包括电极组件、壳体、顶盖、极柱、注液孔以及防爆阀等。壳体的内部形成收容腔，以容纳电极组件和电解液。电极组件包括正极片、负极片以及将正极片和负极片间隔开的隔离膜。软包电池包括封装袋（例如由铝塑膜形成）、电极组件（与硬壳电池的构成和成型类似）以及极耳。

进一步地，电池模块110还包括两片上述的电池模块用加热膜111以及连接电池模块用加热膜111的连接结构115，两片电池模块用加热膜111和连接结构115形成U形结构，以及将电芯112夹持在其内部空间，从而保证电芯112能够被均匀的加热。

电池模块用加热膜111贴合于电芯112的外壁，并通过粘贴的方式与电芯112进行连接。如图5所示，电池模块用加热膜111分别设置于电芯112沿横向T的两端。

此外，电池模块用加热膜111上还设置有连接器A1，连接器A1与加热膜本体1111上的温度采集线1114相连以传递温度信号。此外，上述的发热体1111a通过连接器A1与外部电源连通。

此外，电池模块110还可包括端板113和扎带114，端板113设置于电芯112沿纵向L的两端。扎带114设置在电芯112沿高度方向H的两端，当端板113将电芯112夹持后，通过将扎带114套设在端板113和电芯112的外部，可使端板113从两端夹紧电芯112。

根据本实用新型的第三个方面，本实用新型提供一种电池组100，其包括上述的电池模块110。

如图6所示，电池组100为盒状结构，电池组100包括多个电池模块110，多个电池模块110可沿相互垂直的两个方向依次布置。多个电池模块110通过串联和/或并联的方式进行连接。

电池组100还包括上盖120和下盖130，上盖120和下盖130相互盖合从而将电池模块110容纳在其内部空间中。

根据本实用新型的第四个方面，本实用新型提供一种装置，具体来说，是一种采用电池组作为电源的装置，其包括上述的电池组100。本实用新型所述的装置，可以是车辆、无人机等。

在一个具体的实施例中，上述装置为车辆10。其中，车辆10可以是纯电动汽车，也可以是混合动力汽车或增程式汽车。

如图7所示，车辆10包括车辆主体101和电池组100，电池组100设置于车辆主体101中。车辆主体101中设置有与电池组100电连接的驱动电机。电池组100向驱动电机提供电能。驱动电机通过传动机构与车辆主体101上的车轮连接，从而驱动车辆10行进。

可选地，电池组100可水平设置于车辆主体101的底部。电池组100的数量可以是一个或者一个以上，如图7中示出了两个并排设置的电池组100。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种电池模块用加热膜，其特征在于，包括：

加热膜本体；

温度采集结构，所述温度采集结构设置在所述加热膜本体的表面，用于采集所述加热膜本体的表面温度；以及

导体，所述导体形成在所述加热膜本体上，且所述导体用于与所述温度采集结构电气连接，以传递所述温度采集结构采集的所述加热膜本体的表面温度信息。

2.根据权利要求1所述的电池模块用加热膜，其特征在于，所述温度采集结构位于所述加热膜本体上设有发热体的对应位置处。

3.根据权利要求1或2所述的电池模块用加热膜，其特征在于，所述温度采集结构为薄膜式结构。

4.根据权利要求1或2所述的电池模块用加热膜，其特征在于，所述温度采集结构的外表面至少部分设置有保护结构。

5.根据权利要求4所述的电池模块用加热膜，其特征在于，所述加热膜本体的内侧设置有凹槽，所述凹槽用于容纳所述温度采集结构。

6.根据权利要求5所述的电池模块用加热膜，其特征在于，所述凹槽还用于容纳所述保护结构，且所述保护结构的内侧端面与所述加热膜本体的内表面齐平。

7.根据权利要求1或2所述的电池模块用加热膜，其特征在于，所述导体远离所述温度采集结构的一端连接有温度采集线，且所述导体与所述温度采集线的连接处设置有硅橡胶防护部。

8.一种电池模块，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的电池模块用加热膜。

9.一种电池组，其特征在于，包括权利要求8所述的电池模块。

10.一种使用电池组作为电源的装置，其特征在于，包括权利要求9所述的电池组。

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