CN219697916U - 加热膜、电池包及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，公开了一种加热膜、电池包及车辆，该加热膜包括导热电绝缘件、第一加热件和第二加热件，第一加热件和第二加热件均在导热电绝缘件的容腔的同一平面内迂回延伸设置，第一加热件的第一额定功率小于第二加热件的第二额定功率，第一加热件的第一额定电压小于第二加热件的第二额定电压，第一额定电压在第一电压范围以内，第二额定电压在第二电压范围以内，当电源的实际电压在第一电压范围内时，第一加热件与电源的电连接导通，且第二加热件与电源的电连接断开，当电源的实际电压在第二电压范围内时，第一加热件与电源的电连接断开，且第二加热件与电源的电连接导通，由此提高加热膜的加热效率和温度均匀性。

Description

加热膜、电池包及车辆

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种加热膜、电池包及车辆。

背景技术

当外界环境温度较低时，电动车会出现启动慢、续航里程短等问题，为解决该问题，通常会在电动车的电池包内设置加热膜，当外界环境温度较低时，开启加热膜对电池包内的电芯加热，以提高电芯的工作环境温度。

现有技术中，为了避免加热膜出现干烧的问题，通常将电池包满电时的电压作为加热膜的额定电压进行选型，即，电池包的最高电压与加热膜的额定电压相等，但是，当电池包的剩余电量(State of Charge，SOC)较少时，电池包的电压较低，此时加热膜的实际工作电压相较于其额定电压低出很多，使得加热膜的实际功率相较于其额定功率低出很多，进而大大降低了加热膜的加热效率，无法满足短时间内快速对电芯加热的使用需求。另一方面，现有技术中的加热膜温度均匀性较低，加热膜通电加热后，容易出现加热膜的局部区域温度过高的问题，这导致了加热膜的使用安全性较低。因此，亟需提出一种加热膜、电池包及车辆，来解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的在于提供一种加热膜，当电源的实际电压不同时，该加热膜可以选用不同的加热件与电源电连接，尽可能地使每个加热件的实际功率接近于其额定功率，以提高每个加热件的加热效率；并且，该加热膜加热时的温度均匀性较高。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

加热膜，包括：

导热电绝缘件，导热电绝缘件具有容腔；

第一加热件，第一加热件在容腔内迂回延伸设置，第一加热件具有第一额定功率和第一额定电压；

第二加热件，第二加热件在容腔内迂回延伸设置，第二加热件和第一加热件位于同一平面上，第二加热件具有第二额定功率和第二额定电压，第一额定功率小于第二额定功率，第一额定电压小于第二额定电压；

第一加热件和第二加热件被配置为能够择一与电源电连接，当电源电压在第一电压范围时，第一加热件与电源的电连接导通，且第二加热件与电源的电连接断开；当电源电压在第二电压范围时，第一加热件与电源的电连接断开，且第二加热件与电源的电连接导通；其中，第一电压范围的最大值小于第二电压范围的最小值，第一额定电压在第一电压范围以内，第二额定电压在第二电压范围以内。

可选地，导热电绝缘件包括第一导热电绝缘层和第二导热电绝缘层，第一导热电绝缘层的边沿与第二导热电绝缘层的边沿密封连接，以使第一导热电绝缘层和第二导热电绝缘层配合形成容腔。

可选地，导热电绝缘件的外壁上设有背胶。

可选地，第一加热件具有第一延伸段和第一迂回段，第二加热件具有第二延伸段和第二迂回段，第一延伸段与第二延伸段的间距为1mm-10mm，第一迂回段与第二迂回段的间距为1mm-10mm。

可选地，第一加热件和第二加热件均为电阻丝，电阻丝的宽度为1mm-10mm。

可选地，第一额定电压与第一电压范围的最大值相等，第二额定电压与第二电压的最大值相等。

本实用新型的第二个目的在于提供一种电池包，当电池包的SOC不同时，电池包的加热膜可以选用不同的加热件与电芯组电连接，以实现加热膜对电芯组快速且均匀地加热的效果。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

电池包，包括电芯组和上述的加热膜，电源为电芯组，加热膜与电芯组的至少一个外壁相贴合。

本实用新型的第三个目的在于提供一种车辆，当外界环境温度较低时，电池包能够快速且均匀地升温，以提高车辆的启动速度和行驶安全性，延长车辆的续航里程。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

车辆，包括车架和上述的电池包，电池包安装在车架上。

有益效果：

本实用新型提供的加热膜具有第一加热件和第二加热件，第一加热件的第一额定功率小于第二加热件的第二额定功率，第一加热件的第一额定电压小于第二加热件的第二额定电压，且第一额定电压在电源的第一电压范围以内，第二额定电压在电源的第二电压范围以内，第一电压范围的最大值小于第二电压范围的最小值，也就是说，第一电压范围是电源的较小电压，第二电压范围是电源的较大电压，当电源的实际电压在较小的第一电压范围内时，第一加热件与电源的电连接导通，并且第二加热件与电源的电连接断开，当电源的实际电压在较大的第二电压范围内时，第一加热件与电源的电连接断开，并且第二加热件与电源的电连接导通，可见，当电源的实际电压不同时，该加热膜可以选用不同额定功率和额定电压的加热件与电源电连接，由此减小了每个加热件的实际电压与其额定电压之间的差值，进而减小了每个加热件的实际功率与其额定功率之间的差值，也就是说，尽可能地使每个加热件的实际功率接近于其额定功率，由此提高了每个加热件的加热效率，进而提高了加热膜整体的加热效率，使得该加热膜能够满足短时间内快速加热的使用需求。另一方面，该加热膜的第一加热件和第二加热件均迂回延伸设置在导热电绝缘件的容腔内，并且，第一加热件和第二加热件位于同一平面上，该结构设置不仅有效扩大了第一加热件和第二加热件各自的加热面积，进一步提高了加热膜的加热能力和加热效率，而且还使得第一加热件和第二加热件都能够较为均匀地分布在容腔内，进而提高了加热膜温度分布的均匀性，解决了加热膜通电后局部区域温度过高的问题，具有提高加热膜使用安全性的效果。

本实用新型提供的电池包采用上述的加热膜，第一加热件和第二加热件分别与电芯组电连接，并且加热膜与电芯组的至少一个外壁相贴合，当电芯组的SOC较低时，电芯组的实际电压较低，此时电芯组与第一加热件的电连接导通，且电芯组与第二加热件的电连接断开，当电芯组的SOC较高时，电芯组的实际电压较高，此时电芯组与第一加热件的电连接断开，且电芯组与第二加热件的电连接导通，由此实现加热膜对电芯组快速且均匀地加热的效果。

本实用新型提供的车辆，采用上述的电池包，当外界环境温度较低时，电池包能够快速且均匀地升温，以提高车辆的启动速度和行驶安全性，延长车辆的续航里程。

附图说明

图1是本实施例提供的加热膜的爆炸结构示意图；

图2是本实施例提供的加热膜(未显示第一导热电绝缘层)的结构示意图；

图3是本实施例提供的电池包的爆炸结构示意图。

图中：

10、电池箱；20、电芯组；30、加热膜；40、BMS；

110、第一加热件；111、第一延伸段；112、第一迂回段；120、第二加热件；121、第二延伸段；122、第二迂回段；210、第一导热电绝缘层；220、第二导热电绝缘层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供一种加热膜，当电源的实际电压不同时，该加热膜可以选用不同的加热件与电源电连接，尽可能地使每个加热件的实际功率接近于其额定功率，以提高每个加热件的加热效率；并且，该加热膜加热时的温度均匀性较高。

具体地，如图1所示，该加热膜30包括导热电绝缘件、第一加热件110和第二加热件120，其中，导热电绝缘件具有容腔(图中未示出)，第一加热件110在容腔内迂回延伸设置，第一加热件110具有第一额定功率和第一额定电压，第二加热件120在容腔内迂回延伸设置，且第二加热件120和第一加热件110位于同一平面上，第二加热件120具有第二额定功率和第二额定电压，第一额定功率小于第二额定功率，第一额定电压小于第二额定电压，第一加热件110和第二加热件120分别设有可连接外部电源的接口，第一加热件110和第二加热件120分别通过各自的接口与电源连接，并且，第一加热件110和第二加热件120能够择一与电源电连接，具体而言，电源具有第一电压范围和第二电压范围，第一电压范围的最大值小于第二电压范围的最小值(也就是说，第一电压范围是电源的较小电压，第二电压范围是电源的较大电压)，第一额定电压在第一电压范围以内，第二额定电压在第二电压范围以内，当电源电压在第一电压范围时，第一加热件110与电源的电连接导通，且第二加热件120与电源的电连接断开；当电源电压在第二电压法范围时，第一加热件110与电源的电连接断开，且第二加热件120与电源的电连接导通。

需要指出的是，上述导热电绝缘件是指热的良导体，但同时为电的绝缘体，第一加热件110和第二加热件120通电后产生的热量能够通过导热电绝缘件传递到外界。

基于以上设计，当电源的实际电压在较小的第一电压范围内时，第一加热件110与电源的电连接导通，并且第二加热件120与电源的电连接断开，当电源的实际电压在较大的第二电压范围内时，第一加热件110与电源的电连接断开，并且第二加热件120与电源的电连接导通，可见，当电源的实际电压不同时，该加热膜30可以选用不同额定功率和额定电压的加热件与电源电连接，由此减小了每个加热件的实际电压与其额定电压之间的差值，进而减小了每个加热件的实际功率与其额定功率之间的差值，也就是说，尽可能地使每个加热件的实际功率接近于其额定功率，由此提高了每个加热件的加热效率，进而提高了加热膜30整体的加热效率，使得该加热膜30能够满足短时间内快速加热的使用需求；

另一方面，该加热膜30的第一加热件110和第二加热件120均迂回延伸设置在导热电绝缘件的容腔内，并且，第一加热件110和第二加热件120位于同一平面上，该结构设置不仅有效扩大了第一加热件110和第二加热件120各自的加热面积，进一步提高了加热膜30的加热能力和加热效率，而且还使得第一加热件110和第二加热件120都能够较为均匀地分布在容腔内，进而提高了加热膜30温度分布的均匀性，解决了加热膜30通电后局部区域温度过高的问题，具有提高加热膜30使用安全性的效果。

进一步地，第一额定电压与第一电压范围的最大值相等，第二额定电压与第二电压范围的最大值相等，以避免第一加热件110和第二加热件120通电时出现干烧的问题，提高了加热膜30整体的使用安全性。

可选地，如图1所示，导热电绝缘件包括第一导热电绝缘层210和第二导热电绝缘层220，第一导热电绝缘层210的边沿与第二导热电绝缘层220的边沿密封连接，以使第一导热电绝缘层210和第二导热电绝缘层220配合形成绝缘密封容腔(图中未示出)，导热电绝缘件分体式的结构设计有利于提高生产效率，在实际生产过程中，可以分别进行第一导热电绝缘层210和第二导热电绝缘层220的生产，而后对其二者的边沿密封连接即可。

优选地，导热电绝缘件的外壁上设有背胶，可以在第一导热电绝缘层210背离于容腔的一侧表面上设置背胶，或者，也可以在第二导热电绝缘层220背离于容腔的一侧表面上设置背胶，以便于将加热膜30粘接在电芯组20上或者其他待加热部件上。上述背胶选用现有技术中常见的双面胶或者液态胶水即可。

本实施例中，第一导热电绝缘层210和第二导热电绝缘层220采用硅胶、聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)或者环氧树脂中的一种或多种的混合聚合物制成，采用上述材料制成的第一导热电绝缘层210和第二导热电绝缘层220具有较高的绝缘性、较高的结构强度、较好的耐高温性以及较高的导热性，进而加热膜30在通电使用过程中，可以有效避免第一加热件110和第二加热件120与外界导电元件或者电源直接接触发生短路危险，还可以将第一加热件110和第二加热件120发出的热量快速传递到容腔外，实现快速加热的效果。需要指出的是，采用上述材料制作第一导热电绝缘层210和第二导热电绝缘层220的具体制备工艺为本领域较为常见的现有技术，此处不再赘述。

本实施例中，如图1和图2所示，容腔大致分为上下两个区域(即，图2中的上下方向)，在每个区域中，第一加热件110和第二加热件120均呈连续的“几”字型在容腔内迂回延伸设置，并且，在容腔的左右两端(即，图2中的左右方向)，第一加热件110和第二加热件120均呈“匚”字型，且位于容腔左右两端的“匚”字型的第一加热件110与位于上下两个区域的“几”字型的第一加热件110相连接，位于容腔左右两端的“匚”字型的第二加热件120与位于上下两个区域的“几”字型的第二加热件120相连接，以充分利用容腔内的空间，扩大第一加热件110和第二加热件120的平铺面积。需要指出的是，在其他实施方案中，第一加热件110和第二加热件120的迂回延伸走向也可以是其他形式，例如，第一加热件110和第二加热件120均呈蛇形或者波浪形等形式在容腔内迂回延伸。

进一步地，如图1和图2所示，第一加热件110具有第一延伸段111和第一迂回段112，第二加热件120具有第二延伸段121和第二迂回段122，第一延伸段111与第二延伸段121的间距为1mm-10mm，示例性地，第一延伸段111与第二延伸段121的间距可以是1mm、3mm、5mm、8mm或者10mm等，其中，以1mm-5mm为佳，第一迂回段112与第二迂回段122的间距为1mm-10mm，示例性地，第一迂回段112与第二迂回段122的间距可以是1mm、3mm、5mm、8mm或者10mm等，其中，以1mm-5mm为佳，以充分利用容腔空间，扩大第一加热件110和第二加热件120在容腔内的布设面积，提高加热膜30的加热效率，并进一步提高加热温度分布的均匀性。

更进一步地，第一加热件110和第二加热件120均为电阻丝，且电阻丝的宽度均为1mm-10mm，示例性地，电阻丝的宽度可以是1mm、3mm、5mm、8mm或者10mm等，其中，以1mm-5mm为佳，确保电阻丝具有足够的加热能力的同时，还能够充分利用容腔空间，扩大电阻丝的平铺面积。当然，在其他实施方案中，第一加热件110和第二加热件120也可以选用其他电热元件，例如金属片等。

优选地，上述电阻丝采用金属或者合金材料中的一种或多种制成，其中，金属材料是指铜、铁、铬、铝或钛中的一种或多种；上述合金材料是指镍铝合金或铜锡合金中的一种或多种，采用上述材料制成的电阻丝具有发热快、温度均匀性高以及可加工性强等优点，因此采用上述材料制成电阻丝，能够有效提高加热膜30的加热效率和加热均匀性，并且还能够提高生产效率。需要指出的是，将上述几种材料制成电阻丝的具体生产工艺为本领域较为常见的现有技术，此处不再赘述。

本实施例还提供一种电池包，当电池包的SOC不同时，电池包的加热膜30可以选用不同的加热件与电芯组20电连接，以实现加热膜30对电芯组20快速且均匀地加热的效果。

具体地，如图3所示，该电池包包括电池箱10、电芯组20以及上述的加热膜30，电芯组20和加热膜30均设置在电池箱10内，加热膜30与电芯组20的顶部相贴合，电芯组20即为上述的电源，也就是说，第一加热件110和第二加热件120分别与电芯组20电连接，当电芯组20的SOC较低时，电芯组20的实际电压较低，此时电芯组20与第一加热件110的电连接导通，且电芯组20与第二加热件120的电连接断开，当电芯组20的SOC较高时，电芯组20的实际电压较高，此时电芯组20与第一加热件110的电连接断开，且电芯组20与第二加热件120的电连接导通，由此实现加热膜30在短时间内快速对电芯组20加热的效果。

需要指出的是，加热膜30也可以与电芯组20的其他外壁相贴合，例如，加热膜30可以与电芯组20的底壁或者侧壁相贴合，或者，加热膜30也可以包裹在电芯组20的外周。

进一步地，第一导热电绝缘层210和第二导热电绝缘层220中的一个通过背胶粘贴在电芯组20上，以提高加热膜30与电芯组20之间热量传递的可靠性。

进一步地，如图3所示，电池包还包括电池管理系统(Battery ManagementSystem，BMS)，第一加热件110与电芯组20通过第一开关(图中未示出)电连接，第二加热件120与电芯组20通过第二开关(图中未示出)电连接，第一开关和第二开关分别与BMS40通讯连接，BMS40能够监控电芯组20的SOC，当电芯组20的SOC较低时，BMS40控制第一开关闭合，并控制第二开关断开，使得第一加热件110与电芯组20电连接，当电芯组20的SOC较高时，BMS40控制第一开关断开，并控制第二开关闭合，使得第二加热件120与电芯组20电连接。

本实施例还提供一种车辆，该车辆包括车架和上述的电池包，电池包安装在车架上。该车辆采用上述的电池包，当外界环境温度较低时，电池包能够快速且均匀地升温，以提高车辆的启动速度和行驶安全性，延长车辆的续航里程。

下面就本实施例提供的加热膜30在车辆场景中的应用做出简要说明：

为了便于理解，此处以电芯组20的SOC为0-50％时所对应的电压范围作为第一电压范围，以电芯组20的SOC为50％-100％时所对应的电压范围作为第二电压范围，因而，本实施例中，第一额定电压V1为电芯组20的SOC为50％时的电压，第二额定电压V2为电芯组20的SOC为100％时的电压，根据功率计算公式P＝U2/R(其中，P为功率值，U为电压值，R为电阻值)，得出第一加热件110的第一额定功率P1和第二加热件120的第二额定功率P2；

当外界环境温度较低需要开启加热膜30对电芯组20进行加热时，由车辆的整车控制系统请求BMS40进行判断并开启加热膜30，BMS40根据电芯组20当前的SOC和实际电压控制第一开关和第二开关的闭合和断开，具体而言，当电芯组20的SOC大于0并小于50％，且电芯组20的实际电压V在第一电压范围内(即，V＜V1)时，第一加热件110与电芯组20电连接，此时加热膜30采用第一加热件110通电加热；当电芯组20的SOC大于等于50％，且电芯组20的实际电压V在第二电压范围内(即，V1＜V＜V2)时，第二加热件120与电芯组20电连接，此时加热膜30采用第二加热件120通电加热。

可见，上述设计不仅能够防止加热膜30出现干烧问题，还减小了每个加热件的实际功率与其额定功率之间的差值，进而有效提高了加热膜30的加热效率，使得车辆在外界环境温度较低的工况下，能够快速对电池包的电芯组20进行加热，有效提高了用户体验；并且，迂回延伸设置在导热电绝缘件容腔内的第一加热件110和第二加热件120使得加热膜30加热时具有较高的温度均匀性，进而避免了加热膜30加热时出现局部温度过高的问题，使得加热膜30具有较高的使用安全性。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.加热膜，其特征在于，包括：

导热电绝缘件，所述导热电绝缘件具有容腔；

第一加热件(110)，所述第一加热件(110)在所述容腔内迂回延伸设置，所述第一加热件(110)具有第一额定功率和第一额定电压；

第二加热件(120)，所述第二加热件(120)在所述容腔内迂回延伸设置，所述第二加热件(120)和所述第一加热件(110)位于同一平面上，所述第二加热件(120)具有第二额定功率和第二额定电压，所述第一额定功率小于所述第二额定功率，所述第一额定电压小于所述第二额定电压；

所述第一加热件(110)和所述第二加热件(120)被配置为能够择一与电源电连接，当所述电源电压在第一电压范围时，所述第一加热件(110)与所述电源的电连接导通，且所述第二加热件(120)与所述电源的电连接断开；当所述电源电压在第二电压范围时，所述第一加热件(110)与所述电源的电连接断开，且所述第二加热件(120)与所述电源的电连接导通；其中，所述第一电压范围的最大值小于所述第二电压范围的最小值，所述第一额定电压在所述第一电压范围以内，所述第二额定电压在所述第二电压范围以内。

2.根据权利要求1所述的加热膜，其特征在于，所述导热电绝缘件包括第一导热电绝缘层(210)和第二导热电绝缘层(220)，所述第一导热电绝缘层(210)的边沿与所述第二导热电绝缘层(220)的边沿密封连接，以使所述第一导热电绝缘层(210)和所述第二导热电绝缘层(220)配合形成所述容腔。

3.根据权利要求1所述的加热膜，其特征在于，所述导热电绝缘件的外壁上设有背胶。

4.根据权利要求1所述的加热膜，其特征在于，所述第一加热件(110)具有第一延伸段(111)和第一迂回段(112)，所述第二加热件(120)具有第二延伸段(121)和第二迂回段(122)，所述第一延伸段(111)与所述第二延伸段(121)的间距为1mm-10mm，所述第一迂回段(112)与所述第二迂回段(122)的间距为1mm-10mm。

5.根据权利要求1所述的加热膜，其特征在于，所述第一加热件(110)和所述第二加热件(120)均为电阻丝，所述电阻丝的宽度为1mm-10mm。

6.根据权利要求1所述的加热膜，其特征在于，所述第一额定电压与所述第一电压范围的最大值相等，所述第二额定电压与所述第二电压范围的最大值相等。

7.电池包，其特征在于，包括电芯组(20)和如权利要求1-6任一项所述的加热膜(30)，所述电源为所述电芯组(20)，所述加热膜(30)与所述电芯组(20)的至少一个外壁相贴合。

8.车辆，其特征在于，包括车架和如权利要求7所述的电池包，所述电池包安装在所述车架上。