CN219834415U - 电磁加热装置、电池和用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电磁加热装置、电池和用电设备，电磁加热装置包括第一加热层、第二加热层和控制器，第一加热层由盘式线圈构成，第二加热层由盘式线圈构成，第一加热层与第二加热层间隔相对设置，第一加热层与第二加热层之间形成有加热区域；控制器电连接第一加热层和第二加热层并用于控制第一加热层和第二加热层的通电和断电。电磁加热装置被配置为：不同加热层的相邻两个导线通入的电流方向相同，同一个加热层的相邻两个导线通入的电流方向相同。上述电磁加热装置中，极芯可以放置在加热区域，由两个加热层通电后产生磁场对极芯进行加热，能够缩短极芯加热的时间，提高加热的均匀性，提高加热极芯的效率。

Description

电磁加热装置、电池和用电设备

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及了一种电磁加热装置、一种电池和一种用电设备。

背景技术

电池生产过程包括多个工序，其中热压工艺是电池极芯制作工艺的一个重要环节，极芯在完成叠片或卷绕工序后，需要再进行加热，通过加热让极片与隔膜粘合在一起，确保极片间位置的固定和极片间间隙的均匀性。

传统的热传导方式，热量从极芯的外层传至极芯的内层，极芯的外层温度将会高于内层温度，导致极芯整体温度均匀性差，内层需要较长的加热时间才能达到需要的温度，而此时外层的极片可能因温度过高而烧损。

实用新型内容

本实用新型实施方式提供了一种电磁加热装置、一种电池和一种用电设备。

本实用新型实施方式的一种电磁加热装置，包括：

第一加热层，所述第一加热层由盘式线圈构成；

第二加热层，所述第二加热层由盘式线圈构成，所述第一加热层与所述第二加热层间隔相对设置，所述第一加热层与所述第二加热层之间形成有加热区域；

控制器，所述控制器电连接所述第一加热层和所述第二加热层并用于控制所述第一加热层和所述第二加热层的通电和断电；

所述电磁加热装置被配置为：不同加热层的相邻两个导线通入的电流方向相同，同一个加热层的相邻两个导线通入的电流方向相同。

上述电磁加热装置中，极芯可以放置在加热区域，由两个加热层通电后产生磁场对极芯进行加热，能够缩短极芯加热的时间，提高加热的均匀性，提高加热极芯的效率。

在某些实施方式中，所述盘式线圈盘绕呈“回”字型。

在某些实施方式中，所述加热区域的长度小于极芯主体的长度。

在某些实施方式中，所述电磁加热装置包括距离调节装置，所述第一加热层和所述第二加热层中的至少一个安装在所述距离调节装置上；

所述距离调节装置用于调节所述第一加热层和所述第二加热层之间的距离。

在某些实施方式中，所述距离调节装置包括第一安装板和第一驱动组件，所述第一加热层安装在所述第一安装板上，所述第一驱动组件连接所述第一安装板，所述第一驱动组件用于驱动所述第一安装板带动所述第一加热层移动以调整所述第一加热层与所述第二加热层之间的距离，和/或；

所述距离调节装置包括第二安装板和第二驱动组件，所述第二加热层安装在所述第二安装板上，所述第二驱动组件连接所述第二安装板，所述第二驱动组件用于驱动所述第二安装板带动所述第二加热层移动以调整所述第二加热层与所述第一加热层之间的距离。

在某些实施方式中，所述第一驱动组件包括第一控制旋钮、第一丝杆和第一安装件，所述第一丝杆连接所述第一控制旋钮和所述第一安装件，所述第一安装板在所述第一安装件上，所述第一控制旋钮转动时带动所述第一丝杆转动，进而带动所述第一安装件、所述第一安装板和所述第一加热层沿所述第一丝杆的轴向移动；

所述第二驱动组件包括第二控制旋钮、第二丝杆和第二安装件，所述第二丝杆连接所述第二控制旋钮和所述第二安装件，所述第二安装板在所述第二安装件上，所述第二控制旋钮转动时带动所述第二丝杆转动，进而带动所述第二安装件、所述第二安装板和所述第二加热层沿所述第二丝杆的轴向移动。

在某些实施方式中，所述电磁加热装置包括硅钢片，所述硅钢片设置在所述第一加热层的导线上和/或所述第二加热层的导线上。

在某些实施方式中，所述硅钢片呈C型，所述硅钢片的开口朝向所述加热区域。

在某些实施方式中，所述电磁加热装置包括温度传感器，所述温度传感器设置在所述加热区域上方，所述控制器电连接所述温度传感器，所述控制器用于在所述温度传感器输出的温度达到设定值后，调节通入所述第一加热层和所述第二加热层的电流大小，以实现对极芯加热的恒温控制。

本实用新型实施方式的一种电池，所述电池包括极芯，所述极芯是由上述任一实施方式的电磁加热装置所加热处理过的。

本实用新型实施方式的一种用电设备，包括上述实施方式所述的电池。

上述电池和用电设备，使用的极芯是由上述任一实施方式的电磁加热装置所加热处理，通过盘式线圈电磁感应来进行非接触式直接加热，能够提高加热速度，减少极芯机械损伤，提高加热的效率，从而能够进一步保证电池的质量和控制其制造成本。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型实施方式的电磁加热装置的正视图；

图2是本实用新型实施方式的电磁加热装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施方式的电磁加热装置的侧视图；

图4是本实用新型实施方式的电磁加热装置的俯视图；

图5是本实用新型实施方式的第一加热层、第二加热层的结构示意图；

图6是本实用新型实施方式的第一加热层、第二加热层的正视图；

图7是本实用新型实施方式的第一加热层、第二加热层的侧视图；

图8是本实用新型实施方式的第一加热层、第二加热层的俯视图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型的实施方式，而不能理解为对本实用新型的实施方式的限制。

在本实用新型的实施方式中，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。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的实施方式的不同结构。为了简化本实用新型的实施方式的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。本实用新型的实施方式可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型的实施方式提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1和图2，本实用新型实施方式提供的一种电磁加热装置100包括第一加热层10、第二加热层12和控制器14，第一加热层10由盘式线圈构成，第二加热层12由盘式线圈构成，第一加热层10与第二加热层12间隔相对设置，第一加热层10与第二加热层12之间形成有加热区域15；控制器14电连接第一加热层10和第二加热层12并用于控制第一加热层10和第二加热层12的通电和断电。电磁加热装置100被配置为：不同加热层的相邻两个导线通入的电流方向相同，同一个加热层的相邻两个导线通入的电流方向相同。

上述电磁加热装置100中，极芯16可以放置在加热区域15，由两个加热层通电后产生磁场对极芯16进行加热，能够缩短极芯16加热的时间，提高加热的均匀性，提高加热极芯16的效率。

具体地，电磁加热装置100用于对极芯16进行加热，电磁加热装置100包括第一加热层10、第二加热层12和控制器14，控制器14电连接第一加热层10和第二通过控制器14控制第一加热层10和第二加热层12的通电和断电。实际使用中，第一加热层10与第二加热层12之间通过导线串联导通。第一加热层10与第二加热层12分别由盘式线圈构成，在第一加热层10和第二加热层12之间形成加热区域15，极芯16可以放置在加热区域15，不同加热层的相邻两个导线通入的电流方向相同，同一个加热层的相邻两个导线通入的电流方向相同，对线圈通以高频电流，使线圈周围产生高频交变磁场，在交变磁场的作用下，极芯16的金属材料表面会产生涡流，焦耳热效应会使极芯主体17自行发热，使每个极芯16整体被加热适当的时间，以达到预定的温度。

在某些实施方式中，请参阅图5和图8，盘式线圈盘绕呈“回”字型。

如此，在对线圈通电时能够产生均匀的磁场。

具体地，盘式线圈是由铜管组成的多匝线圈，最终卷绕成“回”字型回路，相邻铜管之间间距固定，铜管整体尺寸随极芯16形状的改变而改变。盘式线圈构成第一加热层和第二加热层，盘式线圈的电流通路遵循同层相邻铜管电流方向一致，不同层上下相邻铜管电流方向相同。详细地，铜管为空心铜管，其中通有循环冷却水，以防止线圈过热。上下层的盘式线圈末端有接线端口和水管接口，可以分别用来连接导线及水管，水管与冷水机相连，冷水机可使冷却水循环。

在某些实施方式中，请参阅图6，加热区域15的长度小于极芯主体17的长度。

如此，能够起到保护极耳18的作用。

具体地，盘式线圈盘绕形成加热区域15，在长度方向上，线圈的长度小于极芯主体17的长度，在加热时，仅对极芯主体17进行加热，极耳18外露于加热区域15。

在某些实施方式中，请参阅图1，电磁加热装置100包括距离调节装置，第一加热层10和第二加热层12中的至少一个安装在距离调节装置上，距离调节装置用于调节第一加热层10和第二加热层12之间的距离。

如此，能够满足不同的加热需求。

具体地，距离调节装置可以调节第一加热层10和第二加热层12的间距，不同间距会产生不同的加热效果，可以根据不同加热需求对第一加热层10和第二加热层12之间的间距进行调节。

在某些实施方式中，距离调节装置包括第一安装板20和第一驱动组件22，第一加热层10安装在第一安装板20上，第一驱动组件22连接第一安装板20，第一驱动组件22用于驱动第一安装板20带动第一加热层10移动以调整第一加热层10与第二加热层12之间的距离，和/或，距离调节装置包括第二安装板24和第二驱动组件26，第二加热层12安装在第二安装板24上，第二驱动组件26连接第二安装板24，第二驱动组件26用于驱动第二安装板24带动第二加热层12移动以调整第二加热层12与第一加热层10之间的距离。

如此，能够通过第一驱动组件22和/或第二驱动组件26，能够调节第一节热层和第二加热层12之间的间距。

具体地，距离调节装置包括第一安装板20，第一安装板20用于安装第一加热层10，第一安装板20连接第一驱动组件22，第一驱动组件22能够通过驱动第一安装板20从而带动第一加热层10移动，以调整第一加热层10与第二加热层12之间的距离。同时，距离调节装置还可以包括第二安装板24和第二驱动组件26，第二安装板24连接第二驱动组件26，第二驱动组件26能够通过驱动第二安装板24从而带动第二加热层12移动，以调整第一加热层10与第二加热层12之间的距离。第一安装板20、第二安装板24都为非金属材料。

在某些实施方式中，请参阅图1至图3，第一驱动组件22包括第一控制旋钮28、第一丝杆(未示出)和第一安装件30，第一丝杆连接第一控制旋钮28和第一安装件30，第一安装板20在第一安装件30上，第一控制旋钮28转动时带动第一丝杆转动，进而带动第一安装件30、第一安装板20和第一加热层10沿第一丝杆的轴向移动，第二驱动组件26包括第二控制旋钮32、第二丝杆(未示出)和第二安装件34，第二丝杆连接第二控制旋钮32和第二安装件34，第二安装板24在第二安装件34上，第二控制旋钮32转动时带动第二丝杆转动，进而带动第二安装件34、第二安装板24和第二加热层12沿第二丝杆的轴向移动。

如此，操作电磁加热装置100可以通过调节第一控制旋钮28和/或第二控制旋钮32来调节第一加热层10和第二加热层12间的距离。

具体地，第一驱动组件22包括第一控制旋钮28、第一丝杆和第一安装件30，第一丝杆连接第一控制旋钮28和第一安装件30，第一安装板20在第一安装件30上，第一控制旋钮28转动时带动第一丝杆转动，进而带动第一安装件30、第一安装板20和第一加热层10沿第一丝杆的轴向移动，由此调整第一加热层10与第二加热层12之间的距离。

第二驱动组件26包括第二控制旋钮32、第二丝杆和第二安装件34，第二丝杆连接第二控制旋钮32和第二安装件34，第二安装板24在第二安装件34上，第二控制旋钮32转动时带动第二丝杆转动，进而带动第二安装件34、第二安装板24和第二加热层12沿第二丝杆的轴向移动，由此调整第一加热层10与第二加热层12之间的距离。

在某些实施方式中，电磁加热装置100包括硅钢片36，硅钢片36设置在第一加热层10的铜管上和/或第二加热层12的铜管上。

如此，硅钢片36能够增强线圈的磁场。

具体地，如图4所示，硅钢片36可以位于第一加热层10或第二加热层12的铜管上，或同时位于第一加热层10和第二加热层12的铜管上，具有增强磁场以及聚磁的作用。

在某些实施方式中，硅钢片36呈C型，硅钢片36的开口朝向加热区域15。

如此，能够使增强磁场的效果更好。

具体地，硅钢片36呈C型，C型硅钢片36均匀地卡在盘式线圈铜管的外侧，C型硅钢片36开口都朝向加热区域15，能够更好增强磁场，聚磁效果更好。

在某些实施方式中，电磁加热装置100包括温度传感器38，温度传感器38设置在加热区域15上方，控制器14电连接温度传感器38，控制器14用于在温度传感器38输出的温度达到设定值后，调节通入第一加热层10和第二加热层12的电流大小，以实现对极芯16加热的恒温控制。

如此，能够实现对极芯16加热高精度的恒温控制。

具体地，电磁加热装置100包括温度传感器38，温度传感器38设置在加热区域15上方，控制器14电连接温度传感器38，控制器14控制第一加热层10和第二加热层12的盘式线圈通电，在加热区域15对极芯16进行加热，待极芯16整体的加热温度达到设定值后，根据PID(proportion integration differentiation，比例，积分，微分)控制所反馈的温度值来调节电流的大小，以此实现对极芯16加热的恒温控制。盘式线圈采用闭环控制，具有高精度和高灵敏度的温度传感器38，温度传感器38安装在加热区域15上方，使其能够快速的反馈加热过程中实时温度，且控制器14也能快速实时调整输出功率，让加热控制的响应更快、精度更高。

综上所述，本实用新型实施方式的电磁加热装置100，利用盘式线圈电磁感应来进行非接触式直接加热，提高加热速度，减少极芯16机械损伤，提高加热的效率。通过电磁加热装置100对极芯16进行加热的具体步骤如下：

第一步：将极芯16放置于加热区域15，极芯16的热熔胶加热部分被盘式线圈所覆盖，极耳18处于盘式线圈外部；

第二步：根据加热需求以及所布置的盘式线圈尺寸来调整第一控制旋钮28和/或第二控制旋钮32，改变第一加热层10和第二加热层12之间的间距；

第三步：对盘式线圈通以高频电流，使盘式线圈周围产生高频交变磁场，使极芯主体17自行发热，使每个极芯16整体被加热适当的时间，以达到预定的温度，高温使热熔胶融化；

第四步：待极芯16整体的加热温度达到设定值后，调节电源电流的大小，以此实现对极芯16加热的恒温控制。

本实用新型实施方式的一种电池，电池包括极芯16，极芯16是由上述任一实施方式的电磁加热装置100所加热处理过的。

本实用新型实施方式的一种用电设备，包括上述实施方式的电池。

上述电池和用电设备，使用的极芯16是由上述任一实施方式的电磁加热装置100所加热处理，通过盘式线圈电磁感应来进行非接触式直接加热，能够提高加热速度，减少极芯16机械损伤，提高加热的效率，从而能够进一步保证电池的质量和控制其制造成本。

具体地，用电设备可包括储能设备、车辆、无人机等。车辆包括但不限于纯电动车、混合动力车、增程式电动车等等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种电磁加热装置，其特征在于，包括：

第一加热层，所述第一加热层由盘式线圈构成；

第二加热层，所述第二加热层由盘式线圈构成，所述第一加热层与所述第二加热层间隔相对设置，所述第一加热层与所述第二加热层之间形成有加热区域；

控制器，所述控制器电连接所述第一加热层和所述第二加热层并用于控制所述第一加热层和所述第二加热层的通电和断电；

所述电磁加热装置被配置为：不同加热层的相邻两个导线通入的电流方向相同，同一个加热层的相邻两个导线通入的电流方向相同。

2.根据权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于，所述盘式线圈盘绕呈“回”字型。

3.根据权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于，所述加热区域的长度小于极芯主体的长度。

4.根据权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于，所述电磁加热装置包括距离调节装置，所述第一加热层和所述第二加热层中的至少一个安装在所述距离调节装置上；

所述距离调节装置用于调节所述第一加热层和所述第二加热层之间的距离。

5.根据权利要求4所述的电磁加热装置，其特征在于，所述距离调节装置包括第一安装板和第一驱动组件，所述第一加热层安装在所述第一安装板上，所述第一驱动组件连接所述第一安装板，所述第一驱动组件用于驱动所述第一安装板带动所述第一加热层移动以调整所述第一加热层与所述第二加热层之间的距离，和/或；

所述距离调节装置包括第二安装板和第二驱动组件，所述第二加热层安装在所述第二安装板上，所述第二驱动组件连接所述第二安装板，所述第二驱动组件用于驱动所述第二安装板带动所述第二加热层移动以调整所述第二加热层与所述第一加热层之间的距离。

6.根据权利要求5所述的电磁加热装置，其特征在于，所述第一驱动组件包括第一控制旋钮、第一丝杆和第一安装件，所述第一丝杆连接所述第一控制旋钮和所述第一安装件，所述第一安装板在所述第一安装件上，所述第一控制旋钮转动时带动所述第一丝杆转动，进而带动所述第一安装件、所述第一安装板和所述第一加热层沿所述第一丝杆的轴向移动；

所述第二驱动组件包括第二控制旋钮、第二丝杆和第二安装件，所述第二丝杆连接所述第二控制旋钮和所述第二安装件，所述第二安装板在所述第二安装件上，所述第二控制旋钮转动时带动所述第二丝杆转动，进而带动所述第二安装件、所述第二安装板和所述第二加热层沿所述第二丝杆的轴向移动。

7.根据权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于，所述电磁加热装置包括硅钢片，所述硅钢片设置在所述第一加热层的导线上和/或所述第二加热层的导线上。

8.根据权利要求7所述的电磁加热装置，其特征在于，所述硅钢片呈C型，所述硅钢片的开口朝向所述加热区域。

9.根据权利要求1所述的电磁加热装置，其特征在于，所述电磁加热装置包括温度传感器，所述温度传感器设置在所述加热区域上方，所述控制器电连接所述温度传感器，所述控制器用于在所述温度传感器输出的温度达到设定值后，调节通入所述第一加热层和所述第二加热层的电流大小，以实现对极芯加热的恒温控制。

10.一种电池，其特征在于，所述电池包括极芯，所述极芯是由权利要求1-9任一项所述的电磁加热装置所加热处理过的。

11.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求10所述的电池。