CN216291484U - 一种电池加热电路及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池加热电路及系统，包括：电芯；加热器，所述加热器与所述电芯串联连接，形成串联回路，所述加热器用于加热所述电芯；温度熔断器，所述温度熔断器串联在所述串联回路中，所述温度熔断器设置在所述加热器的预设距离处，以通过热交换吸收所述加热器的热量，所述温度熔断器被配置为基于所述加热器的温度断开所述串联回路。

Description

一种电池加热电路及系统

技术领域

本实用新型涉及电池加热技术领域，具体地，涉及一种电池加热电路及系统。

背景技术

电池在低温情况下性能、寿命都有衰减，故在低温情况下需要对电池进行加热，相比外部加热(液热)，电池内部加热器加热热效率高，温升速度快，但是相比于外部加热有一定安全风险，当加热器温度过高时会导致电池温度超过允许上限，导致发生热失控。

现有技术通常采用保险丝或者电池管理系统监控来避免电池加热造成的热失控现象。但是，依靠保险丝，电流超过阈值时熔断，切断加热电路。但是很多时候电流没有超过阈值，但是温度超过阈值，这种情况保险丝不起作用。依靠电池管理系统监控电池温度，当电池温度超过阈值时，切断加热电路。但是当电池温度超过阈值时时间滞后，已经非常危险，电池可能发生热失控。

实用新型内容

为解决上述问题的至少一个方面，本实用新型提供一种电池加热电路，包括：电芯；加热器，所述加热器与所述电芯串联连接，形成串联回路，所述加热器用于加热所述电芯；温度熔断器，所述温度熔断器串联在所述串联回路中，所述温度熔断器设置在所述加热器的预设距离处，以通过热交换吸收所述加热器的热量，所述温度熔断器被配置为基于所述加热器的温度断开所述串联回路。

优选地，所述温度熔断器包括：连接部，所述连接部用于和所述串联回路电连接，所述连接部包括第一铜排和第二铜排；熔断部，所述熔断部的两端分别与所述第一铜排和所述第二铜排电连接，所述熔断部采用热敏金属材料。

优选地，所述温度熔断器还包括包络体，所述包络体设置在所述熔断部的外部，所述包络体采用绝缘材料。

优选地，还包括开关，所述开关串联在所述串联回路中，所述开关用于接通或断开所述串联回路。

优选地，所述开关采用继电器。

优选地，还包括保险丝，所述保险丝串联在所述串联回路中。

优选地，所述加热器包括导电层和绝缘层，所述导电层串联在所述串联回路中，所述导电层设置在所述绝缘层的内部，且所述导电层的两端至少部分的伸出所述绝缘层以与所述串联回路电连接。

优选地，所述加热器至少部分地覆盖所述电芯的表面。

另一方面，提供一种电池加热系统，包括：控制器，所述控制器用于发出控制信号；电池加热电路，所述电池加热电路与所述控制器电连接，并基于所述控制信号接通或断开电路，所述电池加热电路采用如前任一所述电池加热电路。

本实用新型的电池加热电路及系统具有以下有益效果：

(1)通过设置温度熔断器设置在电池加热电路的串联回路中，使温度熔断器基于加热器的温度断开电路，防止电池管理系统对电池的温度监控响应速度过慢造成热失控现象。

(2)通过设置继电器开关控制电池加热电路的连通或断开，通过控制器与电池加热电路的连接实现对电池加热电路的实时控制；通过设置保险丝对电池加热电路的电流进行监控，并在电流异常时及时断开电路，表面热失控现象。

附图说明

为了更好地理解本实用新型的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本实用新型的优选实施方式，对本实用新型的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。

图1示出了根据本实用新型实施例的电池加热电路的串联回路示意图；

图2示出了根据本实用新型实施例的电池加热电路的温度熔断器结构示意图。

附图标记说明：

1、电芯；2、加热器；3、温度熔断器；31、连接部；32、熔断部；33、包络体；320、熔断处；4、开关；5、保险丝。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本公开的一个实施例提出了一种电池加热电路，包括：电芯、加热器和温度熔断器，加热器与电芯串联连接，形成串联回路，加热器用于加热电芯；温度熔断器串联在串联回路中，温度熔断器设置在加热器的预设距离处，以通过热交换吸收加热器的热量，温度熔断器被配置为基于加热器的温度断开串联回路。

具体地，如图1所示，电芯1和加热器2电连接并形成串联回路，电芯1提供加热器2电能，加热器2将电能转换成热能并通过热传导或热扩散对电芯1进行加热。温度熔断器3设置在串联回路中，且串联在电芯1和加热器2之间，温度熔断器3通过加热器2热量的热传导或者热扩散升温，当温度熔断器3的温度到达其熔点温度时则熔化断开，使温度熔断器3所在的串联回路断开，加热器2停止加热，电芯1温度不在升高。

本领域技术人员可以理解地，电芯1的数量可以是一个或者多个，多个电芯1依次串联连接串联回路中。温度熔断器3可以是一个或者多个，且温度熔断器3设置在加热器2的预设距离处，以可以通过热扩散或者热传导吸收加热器2释放的热量。在一些实施例中，温度熔断器3与加热器2的表面抵靠，以使加热器2的热量通过热传导加热温度熔断器3。

在一些实施例中，温度熔断器包括：连接部，连接部用于和串联回路电连接，连接部包括第一铜排和第二铜排；熔断部，熔断部的两端分别与第一铜排和第二铜排电连接，熔断部采用热敏金属材料。

具体地，如图2所示，温度熔断器3包括两个连接部31和熔断部32，其中，熔断部32的两端分别与一个连接部31电连接，连接部21的第一铜排和第二铜排与串联回路的导线电连接。在本实施例中，连接部31采用铜排结构，熔断部32采用热敏金属材料，熔断部32采用Bi、Sn、In等金属材料中的任意一种或几种的合金。其中，熔断处320的为熔断部32的横截面面积最小处，当温度熔断器3的温度达到熔断部32的熔点时，熔断处320融化断开使串联电路断开。

在一些实施例中，温度熔断器还包括包络体，包络体设置在熔断部的外部，包络体采用绝缘材料。

具体地，如图2所示，在熔断部32的外部设置有绝缘材料制成的包络体33，以避免熔断部32暴露在电芯1所在的电池壳体内部，防止熔断部32被腐蚀，增加温度熔断器3的稳定性。

在一些实施例中，还包括开关，开关串联在串联回路中，开关用于接通或断开串联回路。

具体地，如图1所示，开关4采用继电器，通过开关4实现对串联回路的接通和断开主动控制。继电器用于和控制器电连接，控制器发出用于接通或断开的控制信号，继电器基于控制信号接通或者断开串联回路。

在一些实施例中，还包括保险丝，保险丝串联在串联回路中。

具体地，如图1所示，保险丝5会在串联回路的电流异常升高到一定的高度的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。

在一些实施例中，加热器包括导电层和绝缘层，导电层串联在串联回路中，导电层设置在绝缘层的内部，且导电层的两端至少部分的伸出绝缘层以与串联回路电连接。

具体地，加热器2采用加热膜，加热膜包括导电层和绝缘层，导电层的两端与导线电连接以串联在串联回路中，导电层采用铜丝或铝丝等金属材料，当串联回路接通时，导电层通过自身电阻将电能转换成热量，绝缘层采用空腔结构，绝缘层的两端设置开口使导电层的两端分别从开口处伸出以与串联回路电连接。

在一些实施例中，加热器至少部分地覆盖电芯的表面。

具体地，加热器2采用具有一定面积的延展性结构，通过覆盖在电芯1的表面散热实现对电芯1的加热。

另一方面，提供一种电池加热系统，包括：控制器，控制器用于发出控制信号；电池加热电路，电池加热电路与控制器电连接，并基于控制信号接通或断开电路，电池加热电路采用如前任一电池加热电路。

具体地，电池加热电路包括开关、电芯、加热器和温度熔断器，其中，开关、电芯、加热器和温度熔断器依次串联连接形成回路，控制器与开关电连接，控制器用于发出接通或断开电池加热电路的控制信号，开关基于控制信号接通或断开电路连接。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文。

Claims (9)

1.一种电池加热电路，其特征在于，包括：

电芯；

加热器，所述加热器与所述电芯串联连接，形成串联回路，所述加热器用于加热所述电芯；

温度熔断器，所述温度熔断器串联在所述串联回路中，所述温度熔断器设置在所述加热器的预设距离处，以通过热交换吸收所述加热器的热量，所述温度熔断器被配置为基于所述加热器的温度断开所述串联回路。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述温度熔断器包括：

连接部，所述连接部用于和所述串联回路电连接，所述连接部包括第一铜排和第二铜排；

熔断部，所述熔断部的两端分别与所述第一铜排和所述第二铜排电连接，所述熔断部采用热敏金属材料。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述温度熔断器还包括包络体，所述包络体设置在所述熔断部的外部，所述包络体采用绝缘材料。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括开关，所述开关串联在所述串联回路中，所述开关用于接通或断开所述串联回路。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述开关采用继电器。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括保险丝，所述保险丝串联在所述串联回路中。

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述加热器包括导电层和绝缘层，所述导电层串联在所述串联回路中，所述导电层设置在所述绝缘层的内部，且所述导电层的两端至少部分的伸出所述绝缘层以与所述串联回路电连接。

8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述加热器至少部分地覆盖所述电芯的表面。

9.一种电池加热系统，其特征在于，包括：

控制器，所述控制器用于发出控制信号；

电池加热电路，所述电池加热电路与所述控制器电连接，并基于所述控制信号接通或断开电路，所述电池加热电路采用如权利要求1-8中任一所述电池加热电路。

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