CN217114607U - 动力电池加热组件、动力电池模组与新能源车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力电池加热组件、动力电池模组与新能源车辆，其中，动力电池加热组件包括多个依次相连的加热片，每相邻两个加热片之间通过连接部实现电连接，连接部连接于加热片的边缘，至少一个连接部为柔性连接部，柔性连接部包括用于调节对应的相邻两个加热片之间间距的伸缩调节部。本方案中各个加热片与单体电芯的表面直接接触，增大了加热面积，使得动力电池模组的温升速率大大提高，而且本方案提供的加热组件的各个加热片通过连接部连接成整体，只需在端部的加热片连接电源即可正常工作，大大减少了连接器的使用，因此简化了结构、减小了尺寸、降低了成本。本方案还可以通过伸缩调节部使加热组件兼容不同厚度或不同数量的单体电芯。

Description

动力电池加热组件、动力电池模组与新能源车辆

技术领域

本实用新型涉及新能源车辆技术领域，尤其涉及一种动力电池加热组件、动力电池模组与新能源车辆。

背景技术

现阶段的新能源汽车或工程车辆中，动力电池模组通常采用加热片实现加热。现有的加热片一般贴在动力电池模组的底部、一侧或两侧，由于加热片与动力电池单体的接触面较小，当加热片与动力电池单体的加热介面上到达一定温度(例如70℃)时，动力电池模组的温升速率受到限制，从而无法实现动力电池的快速加热。或者，现有技术将多个独立的单片加热片布置在动力电池模组的电芯之间，然而，这样布置会需要很多接插件，导致电池模组结构复杂，尺寸变大，物料成本上升。

因此，如何提升动力电池模组的温升速率以及简化模组结构，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种动力电池加热组件，能够有效提升动力电池的温升速率以及简化动力电池模组的结构。本实用新型的另一个目的在于提供一种动力电池模组以及一种新能源车辆。

为了达到上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种动力电池加热组件，包括多个依次相连的加热片，每相邻两个所述加热片之间通过连接部实现电连接，所述连接部连接于所述加热片的边缘，至少一个所述连接部为柔性连接部，所述柔性连接部包括用于调节对应的相邻两个所述加热片之间间距的伸缩调节部。

优选地，所述伸缩调节部包括：

所述柔性连接部的两端之间折叠形成的折叠段；

和/或，所述柔性连接部的两端之间弯折形成的多个波纹凸起。

优选地，位于排列顺序首端和末端的所述加热片分别连接有用于连接电源的加热片连接器。

优选地，各个所述加热片层叠布置。

优选地，所述加热片为矩形片状结构，每相邻两个所述加热片之间通过一个所述连接部相连，每相邻两个所述连接部和与之共同连接的同一个所述加热片的连接位置位于该加热片的相对两侧边缘。

优选地，所述加热片为PI膜加热片或硅胶加热片。

本实用新型提供的动力电池加热组件，包括多个依次相连的加热片，每相邻两个所述加热片之间通过连接部实现电连接，所述连接部连接于所述加热片的边缘，至少一个所述连接部为柔性连接部，所述柔性连接部包括用于调节对应的相邻两个所述加热片之间间距的伸缩调节部。

在组装动力电池模组时，将该加热组件的各个加热片夹在相邻的单体电芯之间和/或单体电芯与端板之间的间隙中，再从模组两端施加压力将模组夹紧。对加热组件通电后，即可实现对各个单体电芯的加热。本方案中各个加热片与单体电芯的表面直接接触，增大了加热面积，使得动力电池模组的温升速率大大提高，而且，本方案提供的加热组件的各个加热片通过连接部连接成整体，只需在端部的加热片连接电源即可正常工作，大大减少了连接器的使用，因此简化了结构、减小了尺寸、降低了成本。另外，本方案还可以通过伸缩调节部来调节相邻加热片之间的间距，从而使之兼容不同厚度或不同数量的单体电芯，扩大了加热组件的适用范围。

本实用新型还提供了一种动力电池模组，包括电池本体和模组箱体，所述电池本体包括多个依次堆叠布置的单体电芯，所述模组箱体包括沿所述单体电芯的堆叠方向夹持固定于所述电池本体的两端的端部固定结构，所述动力电池模组还包括如上任一项所述的动力电池加热组件，所述动力电池加热组件的各个加热片分别夹在相邻的所述单体电芯之间和/或所述单体电芯与所述端部固定结构之间的间隙中。

优选地，所述端部固定结构包括端板和绝缘片。

优选地，所述模组箱体还包括包围在所述电池本体的各个侧面的侧部固定结构，所述侧部固定结构包括侧板和盖板，所述侧板和/或所述盖板开设有与所述动力电池加热组件的柔性连接部位置对应的避让凹坑或避让开口。

本实用新型还提供了一种新能源车辆，包括如上所述的动力电池模组。本实用新型提供的动力电池模组和新能源车辆的有益效果的推导过程与上述动力电池加热组件带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。

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为本实用新型具体实施例中的动力电池加热组件的结构示意图；

图2为本实用新型具体实施例中的动力电池模组的爆炸图；

图3为本实用新型具体实施例中的动力电池模组的组装后的示意图；

图4为本实用新型具体实施例中包括折叠段的柔性连接部的结构示意图；

图5为本实用新型具体实施例中包括波纹凸起的柔性连接部的结构示意图。

图1至图5中的各项附图标记的含义如下：

1-加热片、2-连接部、3-伸缩调节部、4-加热片连接器、5-端板、6-绝缘片、7-单体电芯、8-正负极汇流排、9-盖板、10-柔性线路印制板、11-串联汇流排、12-侧板、13-避让开口、14-模组固定点、15-柔性线路印制板连接器、16-模组汇流排连接器、31-折叠段、32-波纹凸起。

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做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。

请参照图1至图5，图1为本实用新型具体实施例中的动力电池加热组件的结构示意图；图2为本实用新型具体实施例中的动力电池模组的爆炸图；图3为本实用新型具体实施例中的动力电池模组的组装后的示意图；图4为本实用新型具体实施例中包括折叠段的柔性连接部的结构示意图；图5为本实用新型具体实施例中包括波纹凸起的柔性连接部的结构示意图。

本实用新型提供了一种动力电池加热组件，包括多个依次相连的加热片1，每相邻两个加热片1之间通过连接部2实现电连接，连接部2连接于加热片1的边缘，至少一个连接部2为柔性连接部，柔性连接部包括用于调节对应的相邻两个加热片1之间间距的伸缩调节部3。其中，加热片1优选为PI膜加热片或硅胶加热片，当然，也可以采用云母电加热片或陶瓷电加热片等。对加热片1施加一定电压电流后就会产生热量，从而使动力电池的单体电芯升温。

如图2所示，在组装动力电池模组时，将该加热组件的各个加热片1夹在相邻的单体电芯7之间和/或单体电芯7与端板5之间的间隙中，再从动力电池模组两端施加压力将模组夹紧。对加热组件通电后，即可实现对各个单体电芯7的加热。本方案中各个加热片1与单体电芯7的表面直接接触，增大了加热面积，使得动力电池模组的温升速率大大提高，而且，本方案提供的加热组件的各个加热片1通过连接部2连接成整体，只需在端部的加热片1连接电源即可正常工作，大大减少了连接器的使用，因此简化了结构、减小了尺寸、降低了成本。另外，本方案还可以通过伸缩调节部3来调节相邻加热片1之间的间距，从而使之兼容不同厚度或不同数量的单体电芯7，扩大了加热组件的适用范围。

需要说明的是，各个加热片1之间的连接部2可以均设计为柔性连接部，也可以将其中一个或多个连接部2设计为柔性连接部，本实用新型可以通过改变伸缩调节部3的长度来改变柔性连接部两端连接的加热片1的间距，从而使这两个加热片1之间兼容不同厚度或不同数量的单体电芯，其中，伸缩调节部3可以设计为多种结构形式，以实现伸缩变化。

在一种优选方案中，如图1和图4所示，伸缩调节部3包括柔性连接部的两端之间折叠形成的折叠段31。将折叠段31沿图4中的箭头方向全部展开时，柔性连接部的长度达到最长，其对应相邻两个加热片1之间的间距达到最大；反之，将折叠段31沿图4中箭头的反向进行折叠后可以缩短两个加热片1之间的间距。

在另一种优选方案中，如图5所示，伸缩调节部3包括柔性连接部的两端之间弯折形成的多个波纹凸起32，将多个波纹凸起32沿柔性连接部的长度方向(即图5中的箭头的方向)进行伸缩，从而可以实现对柔性连接部两端的加热片1之间的间距进行调节，提高加热片1的通用性。

优选地，位于排列顺序首端和末端的加热片1分别连接有用于连接电源的加热片连接器4。本文所述的排列顺序是指多个加热片1依次相连的顺序。加热片连接器4与电池加热系统进行电连接，从而为加热片1提供电能，实现加热片1的发热。

需要说明的是，本实用新型提供的动力电池加热组件在未与动力电池模组组装时，各个加热片1可以有多种布置形式，即，多个依次相连的加热片1可以平铺布置，或者层叠布置，或者平铺与层叠组合布置，等等。当需要与动力电池模组组装时，再将各个加热片1按照各个单体电芯7的布置位置夹持在相应的间隙中，从而使动力电池加热组件的各个加热片1适应各个单体电芯7的布置位置。优选地，为了进一步方便各个加热片1与单体电芯7的组装，本方案将各个加热片1层叠布置，如图1所示。

需要说明的是，本实用新型中的加热片1可以设计为多种形状的片状结构，例如矩形、方形、梯形、平行四边形、圆形、椭圆形或其他形状，等等。优选地，如图1所示，本方案中的加热片1为矩形片状结构，每相邻两个加热片1之间通过一个连接部2相连，每相邻两个连接部2和与之共同连接的同一个加热片1的连接位置位于该加热片1的相对两侧边缘，如图1所示。

本实用新型还提供了一种动力电池模组，包括电池本体和模组箱体，电池本体包括多个依次堆叠布置的单体电芯7，即，各个单体电芯7按照一定的正负极顺序依次堆叠排布，模组箱体包括沿单体电芯7的堆叠方向夹持固定于电池本体的两端的端部固定结构，动力电池模组还包括如上文所述的动力电池加热组件，动力电池加热组件的各个加热片1分别夹在相邻的单体电芯7之间和/或单体电芯7与端部固定结构之间的间隙中。

优选地，端部固定结构起到对电池本体固定和防护的作用，具体包括端板5和绝缘片6。绝缘片6布置于端板5与单体电芯7之间，起到绝缘防护的作用。另外，端板5的侧边缘还可以设计有多个模组固定点14，用于将模组与电池系统机械连接固定。

如图2所示，各个加热片1布置在单体电芯7之间以及单体电芯7与端部固定结构之间的间隙中，此时对两侧端板5施加一定的压力，将动力电池模组夹紧，各个间隙会较自然状态有所缩小，从而将各个加热片1夹紧，并且使加热片1与单体电芯7紧密接触。由于柔性连接部包括伸缩调节部3，因此，柔性连接部会自动适应对应的单体电芯7的厚度，防止加热片1出现褶皱现象而影响发热。单体电芯7与加热片1之间可以打胶或不打胶，或者，加热片1的中心部分可以设计镂空用于打胶。

需要说明的是，本实用新型可以根据单体电芯7的具体数量以及各个加热片1的加热功率对各个加热片1的布置位置进行具体设计，从而适配不同型号的电池本体，例如，各个加热片1可以等间距地布置在单体电芯7之间，即，每相邻两个加热片1之间的单体电芯7的数量相等；或者，将不同加热功率的加热片1不等间距地布置于单体电芯7之间，并且使每个单体电芯7所接收的加热功率保持一致。如图2所示，图2中的电池本体包括五个单体电芯7，加热片1的数量为三个，按照图2中从左到右的排列方向，三个加热片1分别布置于第一个和第二个单体电芯7之间、第三个和第四个单体电芯7之间以及第五个单体电芯7和右侧的绝缘片6之间，此时，第五个单体电芯7接受第三个加热片1的大部分热量，而对于其他四个单体电芯7来说，每两个单体电芯7只能接受一个加热片1的热量，此时，可以根据仿真或实验结果适当降低第三个加热片1的加热功率，以使各个单体电芯7所接受的热量保持一致，从而确保电池本体的整体均匀受热。

需要说明的是，为了进一步提高加热效率，也可以将加热片1的数量增加，使每相邻两个单体电芯7之间都布置有一个加热片1。进一步地，为了使各个单体电芯7的中心区域与靠近边缘的区域温升一致，本实用新型还可以在每个加热片1中排布不同密度或不同功率的电阻丝，从而对各个单体电芯7的整体均匀加热，确保内外侧温升一致。

优选地，本实用新型中的模组箱体还包括包围在电池本体的各个侧面的侧部固定结构，侧部固定结构包括侧板12和盖板9，侧板12和/或盖板9开设有与动力电池加热组件的柔性连接部位置对应的避让凹坑或避让开口13。如图2和图3所示，组装时，先将动力电池加热组件与电池本体进行组装，夹持好各个加热片1之后，柔性连接部的伸缩调节部3在电池本体的外侧形成凸起，再将侧板12贴紧到动力电池模组的两侧，可以通过激光焊接或螺纹紧固的方式使侧板12与端板5连接可靠，盖板9可通过焊接或粘接等方式与侧板12和端板5连接固定，并布置于动力电池模组的上下两侧。其中，避让凹坑或避让开口13可以避让伸缩调节部3形成的凸起，防止因挤压而造成柔性连接部的损坏，避免影响各加热片1的正常发热。另外，对于设置有折叠段31的柔性连接部，其折叠段31的单层连接部的厚度可以设计为小于该柔性连接部其余部分的厚度，例如，设计为其余部分厚度的一半或1/3，如此设置，折叠段31处形成的凸起就较小，或者避免形成凸起，这样也便于侧板12和盖板9的加工制造。本实用新型可以通过优化设计伸缩调节部3的长度尺寸，使动力电池加热组件兼容不同厚度与不同数量的单体电芯7。

另外，请参照图2和图3，本方案提供的动力电池模组还包括正负极汇流排8、串联汇流排11、模组汇流排连接器16、电压采集装置等，其中，正负极汇流排8和串联汇流排11通过激光焊接或螺纹紧固方式与单体电芯7连接可靠，用于为动力电池系统传输电流，正负极汇流排8最外端设有模组汇流排连接器16，用于与动力连接系统进行电连接。电压采集装置用于对单体电芯7进行电压采集，其具体可包括柔性线路印制板10和柔性线路印制板连接器15，柔性线路印制板10通过采集镍片焊接到汇流排上，用于对单体电芯7进行电压采集，再通过柔性线路印制板连接器15将电压信号提供给动力电池成品中的电池管理系统，用于电池模组信息管理。柔性线路印制板10也可以通过铝丝焊接到汇流排上，另外，柔性线路印制板10也可以由采集线束代替。本实用新型的动力电池模组组装之后具备以下能力：高效的加热能力、与电池系统机械上固定可靠的能力、可提供动力给电池系统、可提供电压信号给电池管理系统用于模组健康管理。

本实用新型具有以下有益效果：

1)加热片1与单体电芯7表面实现大面积直接接触，使得动力电池模组的加热效率大大提高，且各加热片7通过连接部2连接成一体式结构，大大减少了连接器的使用，降低了成本，简化了结构，减小了产品尺寸；

2)本方案可以通过调节伸缩调节部3的长度，使加热组件兼容更多厚度的单体电芯7，减少备货成本；

3)本方案可以通过调整端部加热片的加热功率或各加热片1的电阻丝分布密度来确保单体电芯7的内外侧区域温升一致。

本实用新型还提供了一种新能源车辆，包括如上所述的动力电池模组。本实用新型提供的动力电池模组和新能源车辆的有益效果的推导过程与上述动力电池加热组件带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种动力电池加热组件，其特征在于，包括多个依次相连的加热片，每相邻两个所述加热片之间通过连接部实现电连接，所述连接部连接于所述加热片的边缘，至少一个所述连接部为柔性连接部，所述柔性连接部包括用于调节对应的相邻两个所述加热片之间间距的伸缩调节部。

2.根据权利要求1所述的动力电池加热组件，其特征在于，所述伸缩调节部包括：

所述柔性连接部的两端之间折叠形成的折叠段；

和/或，所述柔性连接部的两端之间弯折形成的多个波纹凸起。

3.根据权利要求1所述的动力电池加热组件，其特征在于，位于排列顺序首端和末端的所述加热片分别连接有用于连接电源的加热片连接器。

4.根据权利要求1所述的动力电池加热组件，其特征在于，各个所述加热片层叠布置。

5.根据权利要求4所述的动力电池加热组件，其特征在于，所述加热片为矩形片状结构，每相邻两个所述加热片之间通过一个所述连接部相连，每相邻两个所述连接部和与之共同连接的同一个所述加热片的连接位置位于该加热片的相对两侧边缘。

6.根据权利要求1所述的动力电池加热组件，其特征在于，所述加热片为PI膜加热片或硅胶加热片。

7.一种动力电池模组，包括电池本体和模组箱体，所述电池本体包括多个依次堆叠布置的单体电芯，所述模组箱体包括沿所述单体电芯的堆叠方向夹持固定于所述电池本体的两端的端部固定结构，其特征在于，所述动力电池模组还包括如权利要求1至6中任一项所述的动力电池加热组件，所述动力电池加热组件的各个加热片分别夹在相邻的所述单体电芯之间和/或所述单体电芯与所述端部固定结构之间的间隙中。

8.根据权利要求7所述的动力电池模组，其特征在于，所述端部固定结构包括端板和绝缘片。

9.根据权利要求7所述的动力电池模组，其特征在于，所述模组箱体还包括包围在所述电池本体的各个侧面的侧部固定结构，所述侧部固定结构包括侧板和盖板，所述侧板和/或所述盖板开设有与所述动力电池加热组件的柔性连接部位置对应的避让凹坑或避让开口。

10.一种新能源车辆，其特征在于，包括如权利要求7至9中任一项所述的动力电池模组。

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