CN220086186U - 电池装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池装置，其包括箱体、电池组以及加热膜，电池组容纳于箱体中，加热膜设置于电池组的表面，加热膜包括加热芯体、内膜层及外膜层，内膜层包覆于加热芯体，外膜层包覆于内膜层；其中，外膜层的厚度与内膜层的厚度的比值为0.5mm～1.2mm，内膜层的厚度为0.01mm～0.1mm，外膜层的剪切强度小于内膜层的剪切强度。通过上述结构设计，在电池膨胀形变而拉扯加热膜且加热膜受到的沿电池排列方向的剪切力未达到某一阈值时，本实用新型能够使得外膜层先于内膜层被拉扯损坏，据此保护内膜层和内膜层内部的加热芯体，避免内膜层损坏暴露加热芯体而引发干烧甚至造成电池装置的热失控，有利于提升电池装置的热性能。

Description

电池装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池装置。

背景技术

在现有电池装置的设计方案中， 电池组的表面设置有加热膜， 加热膜用于对电池加热， 加热膜包括加热芯体以及包覆于加热芯体外部的膜层， 膜层设置于电池组的表面， 当电池发生膨胀形变时会使膜层受到拉扯导致膜层损坏暴露加热芯体， 引发干烧甚至造成电池装置的热失控。

实用新型内容

本实用新型的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷， 提供一种热性能较佳的电池装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

根据本实用新型的一个方面，提供一种电池装置， 其中， 包括箱体、 电池组以及加热膜，所述电池组容纳于所述箱体中，所述加热膜设置于所述电池组的表面，所述加热膜包括加热芯体、 内膜层及外膜层， 所述内膜层包覆于所述加热芯体，所述外膜层包覆于所述内膜层；其中，所述外膜层的厚度与所述内膜层的厚度的比值为0.5mm～1.2mm， 所述内膜层的厚度为0.01mm～0.1mm， 所述外膜层的剪切强度小于所述内膜层的剪切强度。

由上述技术方案可知，本实用新型提出的电池装置的优点和积极效果在于：

本实用新型提出的电池装置，包括电池组以及设置于电池组表面的加热膜， 加热膜包括加热芯体、 内膜层及外膜层， 外膜层的厚度与内膜层的厚度的比值为0.5mm～1.2mm，内膜层的厚度为0.01mm～0.1mm，外膜层的剪切强度小于内膜层的剪切强度。通过上述结构设计，在电池膨胀形变而拉扯加热膜且加热膜受到的沿电池排列方向的剪切力未达到某一阈值时， 本实用新型能够使得外膜层先于内膜层被拉扯损坏， 据此保护内膜层和内膜层内部的加热芯体，避免内膜层损坏暴露加热芯体而引发干烧甚至造成电池装置的热失控， 有利于提升电池装置的热性能。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本实用新型的优选实施方式的详细说明， 本实用新型的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本实用新型的示范性图解， 并非一定是按比例绘制。在附图中， 同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的电池装置的立体结构示意图；

图2是图1示出的电池装置的立体分解示意图；

图3是图1示出的电池装置的加热膜的立体分解示意图；

图4是图1示出的加热膜的局部剖视示意图；

图5是根据另一示例性实施方式示出的电池装置的立体结构示意图。

附图标记说明如下：

100.箱体；

200.电池组；

201.电池列；

210.电池；

300.加热膜；

310.加热芯体；

320.内膜层；

330.外膜层；

D1.厚度；

D2.厚度；

X.排列方向。

具体实施方式

体现本实用新型特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施例上具有各种的变化， 其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本实用新型。

在对本实用新型的不同示例性实施方式的下面描述中， 参照附图进行，所述附图形成本实用新型的一部分， 并且其中以示例方式显示了可实现本实用新型的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案， 并且可在不偏离本实用新型范围的情况下进行结构和功能性修改。而且， 虽然本说明书中可使用术语“之上”、 “之间”、 “之内”等来描述本实用新型的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本实用新型的范围内。

参阅图1，其代表性地示出了本实用新型提出的电池装置的立体结构示意图。在该示例性实施方式中，本实用新型提出的电池装置是以车载电池为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是， 为将本实用新型的相关设计应用于其他类型的电池装置中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本实用新型提出的电池装置的原理的范围内。

如图1所示，在本实用新型的一实施方式中，本实用新型提出的电池装置包括箱体100以及电池组200。配合参阅图2至图4，图2中代表性地示出了电池装置的立体分解示意图；图3中代表性地示出了电池装置的加热膜300的立体分解示意图； 图4中代表性地示出了加热膜300的局部剖视示意图。以下将结合上述附图， 对本实用新型提出的电池装置的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行详细说明。

如图1至图4所示， 在本实用新型的一实施方式中， 该电池组200容纳于该箱体100中。该加热膜300设置于电池组200的表面(例如但不限于附图示出的侧面， 即电池组200朝向箱体100的边框的表面)。具体而言，加热膜300包括加热芯体310、内膜层320及外膜层330，该内膜层320包覆于该加热芯体310，该外膜层330包覆于内膜层320。在此基础上，外膜层330的厚度D1与内膜层320的厚度D2的比值为0.5mm～1.2mm， 例如0.5mm、0.6mm、0.75mm、 1mm、 1.1mm、 1.2mm等， 内膜层320的厚度D2为0.01mm～0.1mm，例如0.01mm、0.02mm、0.5mm、0.08mm、0.1mm等，且外膜层330的剪切强度小于内膜层320的剪切强度。通过上述结构设计，在电池210膨胀形变而拉扯加热膜300且加热膜300受到的沿电池210排列方向的剪切力未达到某一阈值时，本实用新型能够使得外膜层330先于内膜层320被拉扯损坏，据此保护内膜层320和内膜层320内部的加热芯体310，避免内膜层320损坏暴露加热芯体310而引发干烧甚至造成电池装置的热失控，有利于提升电池装置的热性能。

具体而言， 由于电池210在其生命中后期膨胀严重，在电池210的排列方向X上，电池组200的整体长度会因电池210的膨胀形变而变长，电池210的位置相对于生命前期的初始位置会产生错位，尤其是位于电池组200端部位置的电池210会产生相对更为严重的错位，导致粘接在电池210表面的加热膜300受到拉扯， 即使得加热膜300受到沿排列方向X的剪切力。对此，本实用新型将加热膜300的外膜层330的剪切强度设计为小于内膜层320的剪切强度，据此在加热膜300受到的剪切力达到某一阈值时，外膜层330会先发生损坏， 以此保护内膜层320以及内膜层320内部的加热芯体310。

参阅图5， 图5中代表性地示出了能够体现本实用新型原理的电池装置在另一示例性实施方式中的立体结构示意图。

如图5所示，在本实用新型的一实施方式中，加热膜300在设置于电池组200的表面的基础上，可以进一步设置在电池组的两个电池列之间。具体而言， 电池组200可以包括至少两个电池列201，至少两个电池列201沿垂直于排列方向X且平行于箱体100底板的另一方向排列，每个电池列201包括沿排列方向X排列的至少两个电池210。据此，加热膜300是以外膜层330分别与两侧的电池列相连接，当外膜层330内部错位断裂后，可以通过相邻两各电池列之间的挤压力使得加热膜300与电池之间不会失去导热连接。

在本实用新型的一实施方式中，外膜层330的剪切强度与内膜层320的剪切强度的差值可以为1MPa～45Mpa，例如1MPa、5MPa、10MPa、20MPa、30MPa、45MPa等。通过上述结构设计，本实用新型能够避免外膜层330与内膜层320的剪切强度差值过小而使内膜层320在外膜层330损坏后较容易地也发生损坏， 同时能够避免外膜层330与内膜层320的剪切强度差值过大而使上述的剪切力阈值过小，即避免外膜层330过于容易损坏。在一些实施方式中，外膜层330的剪切强度与内膜层320的剪切强度的差值亦可小于1MPa，或可大于45Mpa，例如0.99MPa、45.1MPa等，并不以本实施方式为限。

在本实用新型的一实施方式中，外膜层330与内膜层320之间的剪切强度可以小于内膜层320的剪切强度。据此， 当外膜层330发生损坏时，损坏的界面位于内外膜层330之间，也即是在该位置处的内膜层320与外膜层330失去连接关系，可相对错位滑移，通过上述结构设计，本实用新型能够进一步保护内膜层320和加热芯体310。

在本实用新型的一实施方式中，外膜层330与内膜层320之间的剪切强度可以大于内膜层320的剪切强度。据此， 当外膜层330发生损坏时，损坏界面位于外膜层330的本体内，即外膜层330的本体内发生断裂， 由于外膜层330的本体断裂时扔可通过电池210之间的挤压力而不失去导热连接， 即使断裂后仍可起到加热作用。

在本实用新型的一实施方式中，外膜层330的剪切强度可以小于或者等于45MPa，例如1MPa、5MPa、10MPa、20MPa、30MPa、45MPa等。通过上述结构设计，本实用新型能够避免外膜层330的剪切强度过大而使内膜层320的剪切强度更大，造成制造困难或者材料成本过高。在一些实施方式中，外膜层330的剪切强度亦可大于45MPa，例如45.1MPa等，但需保证外膜层330的剪切强度小于内膜层320的剪切强度。

在本实用新型的一实施方式中， 内膜层320的剪切强度可以大于或者等于45MPa，例如45MPa、50MPa、60MPa、70MPa、80MPa、90MPa等。通过上述结构设计，本实用新型能够避免内膜层320的剪切强度过大，造成制造困难或者材料成本过高。在一些实施方式中， 内膜层320的剪切强度亦可小于45MPa，例如40MPa等，但需保证外膜层330的剪切强度小于内膜层320的剪切强度。

在本实用新型的一实施方式中，外膜层330的导热系数可以大于或者等于0.8W/(m·k)，例如0.8W/(m·k)、0.85W/(m·k)、0.9W/(m·k)、0.95W/(m·k)等。通过上述设计，本实用新型能够将外膜层330的导热系数选择合理的范围，据此保证外膜层330的导热效果，进而保证加热膜300的加热效果。在一些实施方式中， 外膜层330的导热系数亦可小于0.8W/(m·k)， 例如0.79W/(m·k))等，并不以本实施方式为限。

在本实用新型的一实施方式中，外膜层330的耐热温度可以为150℃。所谓外膜层330的耐热温度，可以理解为：外膜层330的材料达到一定温度阈值后，继续超过该温度后外膜层330的机械强度和绝缘性能会产生显著下降，则该温度阈值即可理解为外膜层330的耐热温度。通过上述设计，本实用新型能够利用对外膜层330的耐热温度的合理设计，使得加热膜300更加适于电池装置的实际工作温度。

在本实用新型的一实施方式中，外膜层330的绝缘电阻可以大于或者等于500MΩ。需说明的是，上述采用绝缘电阻的形式来定义外膜层330的绝缘性能。类似地，亦可采用漏电流的方式体现外膜层的绝缘性能，例如，外膜层330在直流3000V的条件下的漏电流小于1mA，或者，外膜层330在交流2200V的条件下的漏电流小于或者等于30mA。通过上述设计，本实用新型能够保证电池装置的绝缘性能。

在本实用新型的一实施方式中， 内膜层320的导热系数可以大于或者等于0.8W/(m·k)，例如0.8W/(m·k)、0.85W/(m·k)、0.9W/(m·k)、0.95W/(m·k)等。通过上述设计，本实用新型能够将内膜层320的导热系数选择合理的范围，据此保证内膜层320的导热效果，进而保证加热膜300的加热效果。在一些实施方式中， 内膜层320的导热系数亦可小于0.8W/(m·k)， 例如0.79W/(m·k))等，并不以本实施方式为限。

在本实用新型的一实施方式中， 内膜层320的耐热温度可以为150℃。所谓内膜层320的耐热温度，可以理解为： 内膜层320的材料达到一定温度阈值后，继续超过该温度后内膜层320的机械强度和绝缘性能会产生显著下降，则该温度阈值即可理解为内膜层320的耐热温度。通过上述设计，本实用新型能够利用对内膜层320的耐热温度的合理设计，使得加热膜300更加适于电池装置的实际工作温度。

在本实用新型的一实施方式中， 内膜层320的绝缘电阻可以大于或者等于500MΩ。需说明的是，上述采用绝缘电阻的形式来定义内膜层320的绝缘性能。类似地，亦可采用漏电流的方式体现外膜层的绝缘性能，例如， 内膜层320在直流3000V的条件下的漏电流小于1mA，或者，内膜层320在交流2200V的条件下的漏电流小于或者等于30mA。通过上述设计，本实用新型能够保证电池装置的绝缘性能。

在本实用新型的一实施方式中， 外膜层330的材质可以为硅胶， 即外膜层330可以为硅胶膜层。在一些实施方式中， 外膜层330的材质亦可采用其他材料， 并不以本实施方式为限。

在本实用新型的一实施方式中， 内膜层320的材质可以为聚酰亚胺， 即内膜层320可以为聚酰亚胺薄膜。在一些实施方式中， 内膜层320的材质亦可采用其他材料， 并不以本实施方式为限。

在此应注意， 附图中示出而且在本说明书中描述的电池装置仅仅是能够采用本实用新型原理的许多种电池装置中的几个示例。应当清楚地理解，本实用新型的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的电池装置的任何细节或任何部件。

综上所述，本实用新型提出的电池装置，包括电池组200以及设置于电池组200表面的加热膜300，加热膜300包括加热芯体310、内膜层320及外膜层330， 外膜层330的厚度D1与内膜层320的厚度D2的比值为0.5mm～1.2mm， 内膜层320的厚度D2为0.01mm～0.1mm，外膜层330的剪切强度小于内膜层320的剪切强度。通过上述结构设计，在电池210膨胀形变而拉扯加热膜300且加热膜300受到的沿电池210排列方向的剪切力未达到某一阈值时，本实用新型能够使得外膜层330先于内膜层320被拉扯损坏，据此保护内膜层320和内膜层320内部的加热芯体310，避免内膜层320损坏暴露加热芯体310而引发干烧甚至造成电池装置的热失控， 有利于提升电池装置的热性能。

以上详细地描述和/或图示了本实用新型提出的电池装置的示例性实施方式。但本实用新型的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式， 相反，每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时， 用语“一个”、 “一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、 “包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外，权利要求书及说明书中的术语“第一”和“第二”等仅作为标记使用， 不是对其对象的数字限制。

虽然已根据不同的特定实施例对本实用新型提出的电池装置进行了描述，但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本实用新型的实施进行改动。

Claims (10)

1.一种电池装置，其特征在于，包括箱体、电池组以及加热膜，所述电池组容纳于所述箱体中，所述加热膜设置于所述电池组的表面，所述加热膜包括加热芯体、内膜层及外膜层，所述内膜层包覆于所述加热芯体，所述外膜层包覆于所述内膜层；其中，所述外膜层的厚度与所述内膜层的厚度的比值为0.5mm～1.2mm，所述内膜层的厚度为0.01mm～0.1mm，所述外膜层的剪切强度小于所述内膜层的剪切强度。

2.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述外膜层的剪切强度与所述内膜层的剪切强度的差值为1MPa～45MPa。

3.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述外膜层与所述内膜层之间的剪切强度小于所述内膜层的剪切强度。

4.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述外膜层与所述内膜层之间的剪切强度大于所述内膜层的剪切强度。

5.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述外膜层的剪切强度为小于或者等于45MPa。

6.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述内膜层的剪切强度为大于或者等于45MPa。

7.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于：

所述外膜层的导热系数大于或者等于0.8W/(m·k)；和/或

所述外膜层的耐热温度为150℃；和/或

所述外膜层的绝缘电阻大于或者等于500MΩ。

8.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于：

所述内膜层的导热系数大于或者等于0.8W/(m·k)；和/或

所述内膜层的耐热温度为150℃；和/或

所述内膜层的绝缘电阻大于或者等于500MΩ。

9.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述外膜层的材质为硅胶。

10.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述内膜层的材质为聚酰亚胺。