CN218351642U - 电池盖板和电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池盖板和电池包，涉及电池技术领域，该电池盖板包括用于盖设在电芯模块上的盖板本体，盖板本体具有隔热腔，隔热腔内设置有加热单元，加热单元用于加热隔热腔，以使隔热腔内形成隔热屏障层，并防止电芯模块的热量向外流失。相较于现有技术，本实用新型通过在隔热腔内设置加热单元，能够形成隔热屏蔽层，从而防止电芯模块的热量流失，并且隔热腔加热后热量还会外溢至电芯模块与盖板本体之间的间隙处，从而实现了对电芯模块的加热，从而能够有效地缓解低温环境下电芯温度急剧下降的现象，避免了常规技术中直接对电芯加热的方式，安全性高，提升了电芯的使用寿命和续航能力。

Description

电池盖板和电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池盖板和电池包。

背景技术

随着新能源汽车快速的发展，人们对于整车续航里程的追求越来越高，但是在低温环境下，电芯的寿命由于温度低的原因受到了极大的衰减，同时出现析锂的现象，不仅严重影响了电芯的续航，还会对乘客的安全有较大的影响。

目前在新能源市场中电池系统设计主要是加热膜加热和液体加热等方式。其中加热膜加热主要是贴敷在电池的底部进行加热，但是由于加热膜本身有可能发生干烧的现象，存在一定的安全风险，同时该方案需要额外较大的空间，制约了空间和能量密度；液体加热是通过液冷系统，加热器先将电池系统外部的冷却液加热，再通过水泵将温度较高的冷却液带入到电池包内对电芯进行加热，但是该方法耗能较大，一般耗能为1Kwh～3Kwh,对电池包的续航有较大的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池盖板和电池包，其能够有效地缓解低温环境下电芯温度急剧下降的现象，并防止电芯的热量向外流失，安全性高，提升了电芯的使用寿命和续航能力。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种电池盖板，包括用于盖设在电芯模块上的盖板本体，所述盖板本体具有隔热腔，所述隔热腔内设置有加热单元，所述加热单元用于加热所述隔热腔，以使所述隔热腔内形成隔热屏障层，并防止所述电芯模块的热量向外流失。

在可选的实施方式中，所述盖板本体包括第一盖体和第二盖体，所述加热单元贴设在所述第二盖体上，所述第一盖体罩设在所述加热单元上，且所述第一盖体的边缘与所述第二盖体的边缘贴合并连接。

在可选的实施方式中，所述第一盖体上与所述第二盖体相对的一侧表面局部凹陷，并形成至少一个容置凹槽，所述第二盖体覆盖在所述容置凹槽上，以形成至少一个所述隔热腔。

在可选的实施方式中，所述第二盖体上凸设有加强筋，所述加强筋至少部分伸入所述容置凹槽。

在可选的实施方式中，所述加强筋相对于所述第二盖体的凸起高度与所述容置凹槽的深度相适配，以使所述加强筋与所述第一盖体的表面贴合并连接。

在可选的实施方式中，所述加强筋呈十字状分布，并将所述第二盖体分隔成四个贴合区域，每个所述贴合区域均设置有所述加热单元。

在可选的实施方式中，所述加热单元为多个，多个所述加热单元间隔分布在所述第二盖体上，且多个所述加热单元相互独立控制。

第二方面，本实用新型提供一种电池包，包括电芯模块和如前述实施方式任一项所述的电池盖板，所述盖板本体盖设在所述电芯模块上，所述加热单元用于加热所述隔热腔，以使所述隔热腔内形成隔热屏障层，并防止所述电芯模块的热量向外流失，且所述加热单元还用于加热所述电芯模块和所述盖板本体之间的空气。

在可选的实施方式中，所述电池包还包括外界温度采集单元和盖体温度采集单元，所述外界温度采集单元设置在所述盖板本体远离所述电芯模块的一侧，用于采集外部温度，所述盖体温度采集单元设置在所述盖板本体上，用于采集盖板温度，所述加热单元与所述外界温度采集单元和所述盖体温度采集单元电连接，用于依据所述外部温度来启动所述加热单元，并依据所述盖板温度来停止所述加热单元。

在可选的实施方式中，所述电池包还包括外界温度采集单元和电芯温度采集单元，所述外界温度采集单元设置在所述盖板本体远离所述电芯模块的一侧，用于采集外部温度，所述电芯温度采集单元设置在所述电芯模块上，用于采集电芯温度，所述加热单元与所述外界温度采集单元和所述电芯温度采集单元电连接，用于依据所述外部温度与所述电芯温度的温差来启动或停止所述加热单元。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本实用新型实施例提供了一种电池盖板和电池包，将盖板本体盖设在电芯模块上，且盖板本体呈中空状并具有隔热腔，隔热腔内设置有加热单元，加热单元用于加热隔热腔，从而使得隔热腔内形成隔热屏蔽层，并防止电芯模块的热量向外流失。相较于现有技术，本实用新型通过在隔热腔内设置加热单元，能够形成隔热屏蔽层，从而防止电芯模块的热量流失，并且隔热腔加热后热量还会外溢至电芯模块与盖板本体之间的间隙处，从而实现了对电芯模块的加热，从而能够有效地缓解低温环境下电芯温度急剧下降的现象，避免了常规技术中直接对电芯加热的方式，安全性高，提升了电芯的使用寿命和续航能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的电池盖板的剖视图；

图2为本实用新型第一实施例提供的电池盖板的分解结构示意图；

图3为本实用新型第一实施例提供的电池盖板的整体外观图；

图4为本实用新型第二实施例提供的电池包的结构示意图。

图标:

100-电池盖板；110-盖板本体；111-第一盖体；113-第二盖体；130-隔热腔；150-加热单元；170-加强筋；200-电池包；210-电芯模块；230-外界温度采集单元；250-盖体温度采集单元；270-电芯温度采集单元。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

请参照图1至图3，本实用新型提供了一种电池盖板100，其能够有效地缓解低温环境下电芯温度急剧下降的现象，避免了常规技术中直接对电芯加热的方式，安全性高，提升了电芯的使用寿命和续航能力。

本实施例提供的电池盖板100，包括用于盖设在电芯模块210(图4中示出)上的盖板本体110，盖板本体110具有隔热腔130，隔热腔130内设置有加热单元150，加热单元150用于加热隔热腔130，以使隔热腔130内形成隔热屏障层，并防止电芯模块210的热量向外流失。

在本实施例中，加热单元150可以采用加热膜、加热丝或PTC等加热件，其厚度可以为0.1mm-3mm，优选厚度为0.3mm-0.5mm，例如0.4mm，从而能够避免其占用空间过大而导致盖板本体110过厚。本实施例中通过在隔热腔130内设置加热单元150，能够形成隔热屏蔽层，从而防止电芯模块210的热量流失，并且隔热腔130加热后热量还会外溢至电芯模块210与盖板本体110之间的间隙处，从而实现了对电芯模块210的加热，从而能够有效地缓解低温环境下电芯温度急剧下降的现象，避免了常规技术中直接对电芯加热的方式，安全性高，提升了电芯的使用寿命和续航能力。

需要说明的是，本实施例中电池盖板100适用于车载的电池包200，该电池包200还包括电芯模块210，电池盖板100盖设在电芯模块210上，其中加热单元150的电可以由内部的电芯模块210提供，也可以通过车载电芯供电，其电压范围为0.1V-420V，最佳电压范围为20-200V。

盖板本体110包括第一盖体111和第二盖体113，加热单元150贴设在第二盖体113上，第一盖体111罩设在加热单元150上，且第一盖体111的边缘与第二盖体113的边缘贴合并连接。具体地，第一盖体111和第二盖体113的形状相同，通过采用双层结构，能够增强盖板本体110的结构强度，并且便于制造。

在本实施例中，第一盖体111上与第二盖体113相对的一侧表面局部凹陷，并形成至少一个容置凹槽，第二盖体113覆盖在容置凹槽上，以形成至少一个隔热腔130。具体地，隔热腔130为单个，第一盖体111的中部区域朝上凹陷，在内侧形成了容置凹槽，并在外侧形成凸台。其中，第一盖体111的边缘与第二盖体113的边缘可以通过结构胶粘接或者焊接方式实现连接，从而使得第一盖体111和第二盖体113之间形成一个封闭的腔体，即形成了该隔热腔130。

在本实施中，第二盖体113上凸设有加强筋170，加强筋170至少部分伸入容置凹槽。具体地，加强筋170可以通过冲压方式形成，即在第二盖体113远离第一盖体111的一侧冲压凹槽，从而在第二盖体113靠近第一盖体111的一侧形成凸筋结构，通过设置加强筋170，能够有效地加强第二盖体113的结构强度。

在本实施例中，加强筋170相对于第二盖体113的凸起高度与容置凹槽的深度相适配，以使加强筋170与第一盖体111的表面贴合并连接。具体地，加强筋170的高度与隔热腔130的厚度相同，使得加强筋170的顶端能够与第一盖体111的表面相贴合，同时加强筋170与第一盖体111之间也可以通过结构胶粘接或者焊接方式实现连接。

在本实施例中，加强筋170呈十字状分布，并将第二盖体113分隔成四个贴合区域，每个贴合区域均设置有加热单元150。具体地，通过设置十字状分布的加强筋170，一方面能够进一步加强第二盖体113的结构强度，另一方面能够将第二盖体113进行分隔，从而使得加热单元150的加热均匀性更好。

需要说明的是，第二盖体113上的加热单元150为多个，多个加热单元150间隔分布在第二盖体113上，并由加强筋170进行分隔，且多个加热单元150相互独立控制。通过将每个加热单元150独立地运行，可以针对性的对第二盖体113进行局部加热，即哪个区域温度低则会启动哪个区域的加热单元150，从而使得整体节能效果更好。

本实施例提供的电池包200，将盖板本体110盖设在电芯模块210上，且盖板本体110呈中空状并具有隔热腔130，隔热腔130内设置有多个加热单元150，多个加热单元150相互独立地加热隔热腔130，从而使得隔热腔130内形成隔热屏蔽层，并防止电芯模块210的热量向外流失。本实施例在低温环境下时，通过在隔热腔130内设置加热单元150，能够通过加热单元150增加盖板本体110的热量，并加热隔热腔130内的气体，从而在隔热腔130内形成隔热屏蔽层，防止电芯模块210的热量流失，并且加热单元150在加热过程中，还可以加热盖体和电芯模块210之间的空气，即隔热腔130加热后热量还会外溢至电芯模块210与盖板本体110之间的间隙处，同时被加热的空气也会通过对流的方式加热电芯模块210，提升电芯模块210的温度，能够有效地缓解低温环境下电芯温度急剧下降的现象，避免了常规技术中直接对电芯加热的方式，安全性高，提升了电芯的使用寿命和续航能力。同时，多个加热单元150独立地运行，可以针对性地进行局部加热，实现节能。

第二实施例

参见图4，本实施例提供了一种电池包200，包括电芯模块210和电池盖板100，其中电池盖板100的基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

本实施例提供的电池包200，包括电芯模块210和电池盖板100，电池盖板100包括盖板本体110，盖板本体110盖设在电芯模块210上，且盖板本体110具有隔热腔130，隔热腔130内设置有加热单元150，加热单元150用于加热隔热腔130，以使隔热腔130内形成隔热屏障层，并防止电芯模块210的热量向外流失，且加热单元150还用于加热电芯模块210和盖板本体110之间的空气。

在本实施例中，电池包200还包括外界温度采集单元230和盖体温度采集单元250，外界温度采集单元230设置在盖板本体110远离电芯模块210的一侧，用于采集外部温度，盖体温度采集单元250设置在盖板本体110上，用于采集盖板温度，加热单元150与外界温度采集单元230和盖体温度采集单元250电连接，用于依据外部温度来启动加热单元150，并依据盖板温度来停止加热单元150。其中，外界温度采集单元230用于采集外部温度，可以是采集外部空间的实时温度，也可以是采集外部空间的实时温度后计算得到温度变化速率，例如降温速率。

具体而言，外界温度采集单元230和盖体温度采集单元250均可以是多个，多个盖体温度采集单元250与多个加热单元150一一对应设置并电连接。

进一步地，电池包200还包括电芯温度采集单元270，电芯温度采集单元270设置在电芯模块210上，用于采集电芯温度，加热单元150与外界温度采集单元230和电芯温度采集单元270电连接，用于依据外部温度与电芯温度的温差来启动或停止加热单元150。

具体而言，电芯温度采集单元270也可以是多个，从而分别设置在多个加热单元150对应位置处的电芯模块210上，且多个电芯温度采集单元270与多个加热单元150一一对应设置并电连接。

本实施例中的温控策略主要有以下三种：

控制策略1：其中一个或者多个外界温度采集单元230检测到外部温度的下降速度≥2℃/min时，加热单元150会启动加热，当盖体温度采集单元250检测盖板本体110的温度达到30℃～70℃时，最佳温度范围为40℃～50℃，此时加热单元150停止加热，隔热腔130和盖板本体110同时被加热，热量会储存在隔热腔130内部的空气中，空气作为一种导热系数非常低的保温层，随着温度的提升，本身具备的热量也随之增加，外界的低温空气会通过空气对流预先带走盖板本体110的热量，隔热腔130内部的空气会作为良好的隔热层，进一步的阻止电芯模块210的热量被带走；其中，当加热单元150工作时，盖板本体110和电芯之间的空气也会被加热，这部分空气也会加热电芯模块210，进一步的提升了电芯模块210的温度。

控制策略2：当检测到温差T为10℃～50℃(最佳温度范围为15℃～20℃)时，加热单元150启动，直到温差T＜10℃，加热单元150停止加热。其中，温差T指的是电芯温度采集单元270采集的电芯温度与外界温度采集单元230采集的外部温度之差，即温差T＝电芯温度-外部温度。

控制策略3：当外界温度采集单元230检测的外部温度为-5℃～40℃(最佳温度范围为-10℃～-15℃)，加热单元150启动加热，当盖体温度采集单元250检测的盖体温度达到30℃～70℃时，最佳温度范围为40℃～50℃，加热单元150停止加热。

需要说明的是，在实际工作时，电池包200可以根据实际情况择一选择控制策略，也可以三个控制策略并发，以进一步保证电芯模块210的良好工作性能。其中，当电池包200仅仅采用控制策略1或控制策略3进行温控时，可以省去电芯温度采集单元270的设置；当电池包200仅仅采用控制策略2进行温控时，可以省去盖体温度采集单元250的设置。

还需要说明的是，本实施例中外界温度采集单元230、盖体温度采集单元250以及电芯温度采集单元270，均为温度传感器，能够分别检测外部温度、盖板本体110的温度以及电芯模块210的温度。

本实用新型实施例提供了一种电池包200，可以通过设置外界温度采集单元230、盖体温度采集单元250以及电芯温度采集单元270，使得加热单元150能够识别外界温度、盖板本体110温度以及电芯的温度，并通过相关的控制策略，提升系统的保温性能，达到隔热或者储热的效果。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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)

1.一种电池盖板，其特征在于，包括用于盖设在电芯模块(210)上的盖板本体(110)，所述盖板本体(110)具有隔热腔(130)，所述隔热腔(130)内设置有加热单元(150)，所述加热单元(150)用于加热所述隔热腔(130)，以使所述隔热腔(130)内形成隔热屏障层，并防止所述电芯模块(210)的热量向外流失。

2.根据权利要求1所述的电池盖板，其特征在于，所述盖板本体(110)包括第一盖体(111)和第二盖体(113)，所述加热单元(150)贴设在所述第二盖体(113)上，所述第一盖体(111)罩设在所述加热单元(150)上，且所述第一盖体(111)的边缘与所述第二盖体(113)的边缘贴合并连接。

3.根据权利要求2所述的电池盖板，其特征在于，所述第一盖体(111)上与所述第二盖体(113)相对的一侧表面局部凹陷，并形成至少一个容置凹槽，所述第二盖体(113)覆盖在所述容置凹槽上，以形成至少一个所述隔热腔(130)。

4.根据权利要求3所述的电池盖板，其特征在于，所述第二盖体(113)上凸设有加强筋(170)，所述加强筋(170)至少部分伸入所述容置凹槽。

5.根据权利要求4所述的电池盖板，其特征在于，所述加强筋(170)相对于所述第二盖体(113)的凸起高度与所述容置凹槽的深度相适配，以使所述加强筋(170)与所述第一盖体(111)的表面贴合并连接。

6.根据权利要求4所述的电池盖板，其特征在于，所述加强筋(170)呈十字状分布，并将所述第二盖体(113)分隔成四个贴合区域，每个所述贴合区域均设置有所述加热单元(150)。

7.根据权利要求2所述的电池盖板，其特征在于，所述加热单元(150)为多个，多个所述加热单元(150)间隔分布在所述第二盖体(113)上，且多个所述加热单元(150)相互独立控制。

8.一种电池包(200)，其特征在于，包括电芯模块(210)和如权利要求1-7任一项所述的电池盖板，所述盖板本体(110)盖设在所述电芯模块(210)上，所述加热单元(150)用于加热所述隔热腔(130)，以使所述隔热腔(130)内形成隔热屏障层，并防止所述电芯模块(210)的热量向外流失，且所述加热单元(150)还用于加热所述电芯模块(210)和所述盖板本体(110)之间的空气。

9.根据权利要求8所述的电池包(200)，其特征在于，所述电池包(200)还包括外界温度采集单元(230)和盖体温度采集单元(250)，所述外界温度采集单元(230)设置在所述盖板本体(110)远离所述电芯模块(210)的一侧，用于采集外部温度，所述盖体温度采集单元(250)设置在所述盖板本体(110)上，用于采集盖板温度，所述加热单元(150)与所述外界温度采集单元(230)和所述盖体温度采集单元(250)电连接，用于依据所述外部温度来启动所述加热单元(150)，并依据所述盖板温度来停止所述加热单元(150)。

10.根据权利要求8所述的电池包(200)，其特征在于，所述电池包(200)还包括外界温度采集单元(230)和电芯温度采集单元(270)，所述外界温度采集单元(230)设置在所述盖板本体(110)远离所述电芯模块(210)的一侧，用于采集外部温度，所述电芯温度采集单元(270)设置在所述电芯模块(210)上，用于采集电芯温度，所述加热单元(150)与所述外界温度采集单元(230)和所述电芯温度采集单元(270)电连接，用于依据所述外部温度与所述电芯温度的温差来启动或停止所述加热单元(150)。

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