CN215451673U - 加热板、电池包及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种加热板、电池包及车辆。加热板包括：均温板、第一绝缘层、加热层与第二绝缘层，所述均温板、所述第一绝缘层、所述加热层以及所述第二绝缘层依次设置；所述加热层包括中间部分与围绕所述中间部分的边缘部分，所述中间部分的加热功率密度小于所述边缘部分的加热功率密度。本申请的加热板可以均衡加热。

Description

加热板、电池包及车辆

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种加热板、电池包及车辆。

背景技术

目前加热板中间部分的散热较少，边缘部分的散热较多，当加热板用于加热时，加热板上的温度不均匀，加热板不能用于均衡加热。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种加热板、电池包及车辆，以解决加热板不能用于均衡加热的技术问题。

本实用新型提供一种加热板，用于电池包，包括：均温板、第一绝缘层、加热层与第二绝缘层，所述均温板、所述第一绝缘层、所述加热层以及所述第二绝缘层依次设置；所述加热层包括中间部分与围绕所述中间部分的边缘部分，所述中间部分的加热功率密度小于所述边缘部分的加热功率密度。

其中，所述加热层为加热丝，所述加热丝呈蛇形状排列。

其中，所述中间部分的加热丝的宽度大于所述边缘部分的加热丝的宽度。

其中，所述中间部分的加热丝的体积电阻率小于所述边缘部分的加热丝的体积电阻率。

其中，边缘部分的加热丝包括起始段的加热丝与结束段的加热丝，起始段的所述加热丝的匝数密度大于所述中间部分加热丝的匝数密度，结束段的加热丝的匝数密度大于所述中间部分的加热丝的匝数密度。

其中，所述均温板、所述第一绝缘层、所述加热层与所述第二绝缘层中的任意相邻层之间通过热熔胶层连接。

其中，所述均温板的材质为铝，所述第一绝缘层的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯或者聚酰亚胺，所述第二绝缘层的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯或者聚酰亚胺，所述加热层的材质为铜、合金或者不锈钢。

本实用新型提供一种电池包，包括电池模组以及上述的加热板，所述电池模组与所述加热板连接。

其中，所述电池模组为两个，所述加热板连接在两个所述电池模组之间。

其中，所述电池包包括托盘，两个所述电池模组分别为上层电池模组和下层电池模组，所述下层电池模组、所述加热板以及所述上层电池模组依次设置在所述托盘内；所述均温板包括底板以及与所述底板连接的边梁，所述边梁与所述托盘连接。

其中，所述电池包还包括导热结构胶层，所述导热结构胶层连接在所述加热板与所述电池模组之间。

本实用新型提供一种车辆，包括车架以及上述的电池包，所述电池包安装在所述车架上，且所述电池包的加热板与所述车架连接。

综上所述，本申请设置加热层中间部分的加热功率密度小于边缘部分的加热功率密度，可以对加热板边缘部分相对较大的散热进行补偿，降低加热板上的温差，保证整个加热板上的温度均衡，加热板可以均衡进行加热。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的加热板的结构示意图。

图2是加热丝的结构示意图。

图3是部分电池包的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种电池包，包括电池模组以及加热板100，电池模组与加热板100连接。如下将介绍加热板100。

请参阅图1-图2，加热板100包括：均温板10、第一绝缘层20、加热层30与第二绝缘层40，均温板10、第一绝缘层20、加热层30以及第二绝缘层40依次设置；加热层30包括中间部分301与围绕中间部分301的边缘部分302，中间部分301的加热功率密度小于边缘部分302的加热功率密度。可以理解的是，对于电池包的零部件，加热板100用于承重或者起到固定作用，同时加热板100可作为一种结构件，本申请的加热板100为集结构件和加热体于一体的结构。加热层30是通过焦耳效应产热，加热层30上加载有高压电流；第一绝缘层20和第二绝缘层40主要是将加热层30全方位包裹，保证高压安全。即第一绝缘层20和第二绝缘层40用于保证绝缘耐压。

本申请中，设置加热层30中间部分301的加热功率密度小于边缘部分302的加热功率密度，可以对加热板100边缘部分302相对较大的散热进行补偿，降低加热板100上的温差，保证整个加热板100上的温度均衡，加热板100可以均衡进行加热。

在一个具体的实施例中，加热层30为加热丝，加热丝呈蛇形状排列。呈蛇形状排列的加热丝可以通过控制加热丝的宽度、间距、匝数，进而控制加热丝的加热功率密度。图1中，加热层30为两个加热丝连接形成的结构。

在一个具体的实施例中，中间部分301的加热丝的宽度大于边缘部分302的加热丝的宽度。可以理解的是，在中间部分301的加热丝的宽度大于边缘部分302的加热丝的宽度，则中间部分301的加热丝的加热功率密度小于边缘部分302的加热丝的功率密度，可以补偿边缘部分302较大的散热，降低加热板100上的温差。

请参阅图2，在一个具体的实施例中，边缘部分302的加热丝包括起始段302a的加热丝与结束段302b的加热丝，起始段302a的加热丝的匝数密度大于中间部分301加热丝的匝数密度，结束段302b的加热丝的匝数密度大于中间部分301的加热丝的匝数密度。可以理解的是，匝数密度为单位面积上的加热丝匝数。在相同的面积内，起始段302a的加热丝的匝数多于中间部分301的加热丝的匝数，结束段302b的加热丝的匝数多于中间部分301的加热丝的匝数。边缘部分302为环绕中间部分301四周的结构，起始段302a和结束段302b分别为中间部分301两侧的结构。边缘部分302除了包括起始段302a和结束段302b分之外，还包括连接段302c，连接段302c连接在起始段302a和结束段302b之间。

本申请中，设置起始段302a的加热丝的匝数密度大于中间部分301加热丝的匝数密度，结束段302b的加热丝的匝数密度大于中间部分301的加热丝的匝数密度，这也增加了起始段302a的加热丝的面积和结束段302b的加热丝的面积。本申请不仅增加了起始段302a和结束段302b的加热丝的加热功率密度，而且增加了起始段302a和结束段302b的加热丝的面积，可以进一步补偿起始段302a和结束段302b的较大散热，降低加热板100上的温差。

可以理解的是，本申请的加热丝回路分区域设计不同的加热功率密度(根据电池包结构进行分区域设计)来补偿电池包四周边缘部分302相对大的散热，设计灵活；加热丝回路根据实际项目工况温升和温差需求所计算出所需的加热功率，及热管理仿真结果对加热区域进行加热功率密度的划分。对于四周边缘部分302边界可增大加热功率密度进行补偿，中间部分301散热小，可适当降低加热功率密度。划定加热区域后，加热面积就是确定的，根据加热面积与加热功率密度的乘积即可得出各区域的加热功率P。电池包的额定电压U是已知的，根据P＝U²/R可计算出加热电阻R，再根据R＝ρL/S，S＝wt，材料电阻率ρ、加热丝厚度t是已知的，可计算出所需加热丝的长度L和加热线路的匝数和加热丝间距。根据加热丝电阻值和加热功率成正比，计算出所划分的各区域的电阻值Rn，及各区域的加热丝长度，计算线宽w，调整加热丝宽度和加热丝间距即可。当然，本申请还可以采用其他的方法来调节中间部分301的加热功率密度小于边缘部分302的加热功率密度，如可以设置中间部分301的体积电阻率小于边缘部分302的体积电阻率，以使得中间部分301的加热功率密度小于边缘部分302的加热功率密度。即，可以设置中间部分301的材质与边缘部分302的材质不同，以使得中间部分301的体积电阻率小于边缘部分302的体积电阻率。

在一个具体的实施例中，均温板10、第一绝缘层20、加热层30与第二绝缘层40中的任意相邻层之间通过热熔胶层连接。可以理解的是，本申请可以通过热压工艺将均温板10、第一绝缘层20、加热层30与第二绝缘层40一次热压成型，热压一次即可形成加热板100，热熔胶层粘接均温板10、第一绝缘层20、加热层30与第二绝缘层40的强度较高，热压工艺简单，成本较低。当然，本申请也可以使用背压敏胶将均温板10、第一绝缘层20、加热层30与第二绝缘层40粘合。

在一个具体的实施例中，均温板10的材质为铝。可以理解的是，均温板10为铝平板。根据设计需要，可选择不同的厚度，满足机械性能的前提下选取尽可能薄的铝平板减轻重量；同时铝平板的均温性较好，所以只需在铝平板的一面设计加热丝回路即可满足加热线要求。

在一个具体的实施例中，第一绝缘层20的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或者聚酰亚胺(PI)，第二绝缘层40的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或者聚酰亚胺(PI)。可以理解的是，第一绝缘层20用于绝缘均温板10与加热层30，第二绝缘层40用于绝缘加热层30与其他结构，如用于绝缘电池模组。当加热层30的爬电距离不够，影响绝缘耐压时，可通过延长第一绝缘层20和第二绝缘层40的边缘长度以增大爬电距离，提高安全可靠性。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或者聚酰亚胺(PI)均耐高温。

在一个具体的实施例中，加热层30的材质为铜、合金或者不锈钢。可以理解的是，当加热层30为加热丝时，上述材质的加热丝可以通过模切工艺形成。模切工艺的成本低，且符合环保的要求。当然，本申请的加热丝也可以采用刻蚀工艺形成。

本申请还提供一种电池包，包括电池模组以及上述的加热板100，电池模组与加热板100连接。可以理解的是，对于单层电池模组结构的电池包，加热板100可处于电池包上层和整车乘员舱之间，起到同时加热电池和乘员舱的作用。加热板100通过本体的螺钉孔或者铆钉孔与托盘边梁的对应螺钉孔或者铆钉孔固定。可选地，电池模组与第二绝缘层40连接。

本申请中，电池包的电池模组与加热板100连接，加热板100可以对电池模组进行加热，增加电池包的使用寿命。

在一个具体的实施例中，电池模组为两个，加热板100连接在两个电池模组之间，即两个电池模组设置在加热板100两侧。

具体的，电池包包括托盘，两个电池模组分别为上层电池模组和下层电池模组，下层电池模组、加热板100以及上层电池模组依次设置在托盘内；均温板10包括底板101以及与底板101连接的边梁102，边梁102与托盘连接。可以理解的是，对于上下两层电池模组结构的电池包，均温板10本身可作为承重的结构件，该加热板100可用作上层电池模组的托盘。然后上层电池模组通过加热板100边梁的螺钉孔或者铆钉孔与下层电池模组托盘的边梁固定在一起，即加热板100位于两层电池模组之间。当均温板10为铝平板时，均温板10可以起到均温作用，同时加热上下层模组，温差较小。可选地，其中的一个电池模组与第二绝缘层40连接，另一个电池模组与均温板10连接。

请参阅图3，在一个具体的实施例中，电池包还包括导热结构胶层60，导热结构胶层60连接在加热板100与电池模组之间。可以理解的是，对于单层电池模组结构的电池包，导热结构胶层60为一层，导热结构胶层60连接第二绝缘层40与电池模组；对于两层电池模组结构的电池包，导热结构胶层60为两层，一层导热结构胶层60连接第二绝缘层40与电池模组，另一层导热结构胶层60连接均温板10与电池模组。

本申请中，使用导热结构胶连接电池模组和加热板100，此种连接方式粘接强度大，且导热结构胶层60的导热系数较高，可起到较好的导热效果。

从而，本申请的导热结构胶层60保证了电池包内的结构紧密贴合，导热结构胶层60的较高导热系数和分区域的功率密度从而保证整体电池温度一致性，采用模切加热丝降低成本且环保，热压工艺保证第一绝缘层20、第二绝缘层40与铝平板的高强度粘接且降低成本、集成于一体降低了结构的复杂性。

本申请还提供一种车辆，包括车架以及上述的电池包，电池包安装在车架上，且电池包的加热板100与车架连接。加热板100可处于电池包上层和整车乘员舱之间，起到同时加热电池和乘员舱的作用。

本申请中，加热板100处于电池包上层和整车乘员舱之间，加热板100作为电池包的上盖和乘员舱的地板接触，均温板10的均温性较好，可同时加热电池和乘员舱，提高电池低温性能的同时加热乘员舱，增加驾驶和乘坐的舒适性，无需乘员舱额外开空调加热，降低了电量消耗，提高了加热效率。

铝材质的均温板10的导热效率较高，加热均匀，通过均温板10与电池和乘员舱接触，而非加热部分直接粘贴在电池上，避免了加热导致的电池温差大，从而保证了均温性。较好的均温性保证了只需单面加热即可，无需双面加热，所需加热面积减半，成本较低。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (12)

1.一种加热板，用于电池包，其特征在于，包括：均温板、第一绝缘层、加热层与第二绝缘层，所述均温板、所述第一绝缘层、所述加热层以及所述第二绝缘层依次设置；所述加热层包括中间部分与围绕所述中间部分的边缘部分，所述中间部分的加热功率密度小于所述边缘部分的加热功率密度。

2.根据权利要求1所述的加热板，其特征在于，所述加热层为加热丝，所述加热丝呈蛇形状排列。

3.根据权利要求2所述的加热板，其特征在于，所述中间部分的加热丝的宽度大于所述边缘部分的加热丝的宽度。

4.根据权利要求2所述的加热板，其特征在于，所述中间部分的加热丝的体积电阻率小于所述边缘部分的加热丝的体积电阻率。

5.根据权利要求2所述的加热板，其特征在于，边缘部分的加热丝包括起始段的加热丝与结束段的加热丝，起始段的所述加热丝的匝数密度大于所述中间部分加热丝的匝数密度，结束段的加热丝的匝数密度大于所述中间部分的加热丝的匝数密度。

6.根据权利要求1所述的加热板，其特征在于，所述均温板、所述第一绝缘层、所述加热层与所述第二绝缘层中的任意相邻层之间通过热熔胶层连接。

7.根据权利要求1所述的加热板，其特征在于，所述均温板的材质为铝，所述第一绝缘层的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯或者聚酰亚胺，所述第二绝缘层的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯或者聚酰亚胺，所述加热层的材质为铜、合金或者不锈钢。

8.一种电池包，其特征在于，包括电池模组以及如权利要求1-7任一项所述的加热板，所述电池模组与所述加热板连接。

9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述电池模组为两个，所述加热板连接在两个所述电池模组之间。

10.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述电池包包括托盘，两个所述电池模组分别为上层电池模组和下层电池模组，所述下层电池模组、所述加热板以及所述上层电池模组依次设置在所述托盘内；所述均温板包括底板以及与所述底板连接的边梁，所述边梁与所述托盘连接。

11.根据权利要求8或9所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括导热结构胶层，所述导热结构胶层连接在所述加热板与所述电池模组之间。

12.一种车辆，其特征在于，包括车架以及如权利要求8-11任一项所述的电池包，所述电池包安装在所述车架上，且所述电池包的加热板与所述车架连接。

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