一種電池模組加熱系統以及電池模組技術方案

本實用新型專利技術公開了一種電池模組加熱系統以及電池模組，要解決的技術問題是使得加熱更加均勻快速，提高加熱效率，無需再使用其他溫度傳感器，減少了部件的設置。本實用新型專利技術包括與電池管理系統連接的加熱系統，加熱系統包括絕緣固定板、具有加熱以及檢測電池模組溫度的PTC發熱元件，PTC發熱元件設于絕緣固定板的容置孔內，PTC發熱元件兩側表面上分別設有金屬電極板，PTC發熱元件兩側表面分別與金屬電極板的內側面貼合，兩塊金屬電極板引腳分別通過引線與電池管理系統連接，金屬電極板外側表面上設有絕緣薄膜，絕緣薄膜的外側表面上設有導熱硅膠墊。本實用新型專利技術的電池模塊包括電池單元以及上述的電池模組加熱系統。與現有技術相比，電池芯升溫速率快，降低了生產成本。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種動力電池，尤其為一種用于純電動車或混合動力車以及儲存電能設備的電池模組加熱系統以及電池模組。
技術介紹
目前純電動及油電混合動力車在我們的生活中出現越來越多，現有及未來的純電動及油電混合動力車大多采用鋰離子動力電池作為動力來源，而鋰離子電池在高、低溫下的性能、可靠性及壽命較常溫時有較大幅度的下降。當在低溫環境下使用電池模組時，必須使用加熱系統給電池模組加熱，使電池芯達到合適的溫度再開始充放電工作。鋰離子電池模組在使用一段時間后，各個電池芯會有不同程度的老化，其內阻會變大，個別電池芯內阻變化幅度遠遠超過平均值，在放電時會產生大量的熱，尤其是高溫環境下，熱量更容易積聚，必須使其及時散熱，使電池芯達到合適的溫度。同樣，電力儲能設備的電池模組也存在以上問題。目前市場上的電池加熱方式一般為循環液體加熱或暖風加熱以及在電池周圍布置PET加熱膜、硅膠加熱板、PTC加熱板等，循環液體加熱方式存在結構復雜、效率低、可靠性低、成本高等缺點，暖風加熱存在升溫速度慢、溫度不均勻、容易產生熱積聚、能耗高等缺點，這兩種方式使用越來越少,更多是使用PET加熱膜、硅膠加熱板或PTC加熱板等加熱方式。PET加熱膜和硅膠加熱板這兩種方式有以下缺點：PET加熱膜和硅膠加熱板內部發熱部件為電熱合金絲，溫度不易控制，局部溫差大，易損壞絕緣層造成漏電，從而容易引發安全事故；PTC加熱板有以下缺點：(如申請號為201510634026.6的專利技術專利申請)。1、升溫速率慢，局部溫差大由于PTC加熱板貼在電池組的外部，熱量傳遞到電池組中心部位所需時間較長，使得電池組中心部位升溫速率較慢；同時導致電池組各個電池芯溫差較大，對電池的性能和壽命有較大影響。2、加熱效率低和耗能多PTC加熱板因其兩面都發熱的結構會把很大一部分熱量傳遞到電池組外殼和空氣中，致使加熱效率低，消耗電能多。3、安全性差PTC加熱板置于電池模組表面，即將電池組或電池芯正、負極延伸到外殼表面，加熱板給正、負極加熱，再將熱量傳導至模組內部，一個加熱板一般同時接觸多個電池組或電池芯的正、負極，若加熱板長期使用在振動環境中，其絕緣外層會受損，則可能導致電池的正、負極短路，造成電池損壞，引發安全事故。4、PTC加熱板重量大，PTC加熱板采用鋁合金作為固定PTC發熱元件以及散熱的機構件，單位密度大，增加了電池模組的整體重量，降低了電池模組的比能量參數，影響車輛的續航里程。以上加熱器要和外置的多個溫度傳感器同時使用，溫度傳感器將信號傳輸到電池管理系統(即BMS)，電池管理系統(即BMS)判斷是否讓加熱器工作，使電池保持在合理的溫度范圍。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種電池模組加熱系統以及電池模組，要解決的技術問題是使得加熱更加均勻快速，提高加熱效率，縮短加熱時間，減少能量消耗，使得電池模組更加安全可靠，電池管理系統通過讀取PTC加熱元件的電阻值，從而實時獲取電池模組中每個電池單元的當前工作溫度，無需再使用其他溫度傳感器，減少了部件的設置，降低了生產成本。為解決上述問題，本技術采用以下技術方案實現：一種電池模組加熱系統，包括與電池管理系統連接的加熱系統，所述加熱系統包括絕緣固定板以及至少設有一個或多個并聯的具有加熱以及檢測電池模組溫度的PTC發熱元件，在絕緣固定板上設有至少一個容置孔，PTC發熱元件設于絕緣固定板的容置孔內，所述PTC發熱元件的兩側表面上分別設有金屬電極板，PTC發熱元件的兩側表面分別與金屬電極板的內側面貼合，在兩塊金屬電極板上分別設有一個引腳，所述PTC發熱元件的正極與其中一塊金屬電極板表面接觸，負極與另一塊金屬電極板的表面接觸，兩塊金屬電極板的引腳分別通過引線與電池管理系統連接，金屬電極板的外側表面上設有絕緣薄膜，絕緣薄膜的外側表面上設有導熱硅膠墊；當電池模組的工作環境為低溫狀態下時，PTC發熱元件給電池模組加熱；當電池模組處于工作狀態時，電池管理系統通過讀取PTC發熱元件的電阻值來獲取當前電池模組的溫度。本技術所述的PTC發熱元件為PTC陶瓷熱敏電阻元件。本技術所述的絕緣固定板為塑料材料制成。本技術所述的絕緣固定板上的容置孔設有二個以上，兩個以上的容置孔間隔設置在絕緣固定板上，相鄰兩個容置孔之間均設有絕緣部，PTC發熱元件分別設于容置孔內。一種電池模組，包括若干組電池單元，所述電池模組還包括電池模組加熱系統，每組電池單元的電池芯外殼至少有一側或電池單元的其中一正/負電極與加熱系統的其中一側表面緊密接觸，所述加熱系統與電池單元之間通過緊固件緊固。本技術所述的PTC發熱元件為PTC陶瓷熱敏電阻元件。本技術所述的絕緣固定板為塑料材料制成。本技術的相鄰的電池單元的電極分別相對設置。本技術的每組電池單元的其中一正/負電極與加熱系統的其中一側表面緊密接觸。本技術所述的緊固件為螺桿。本技術與現有技術相比，通過在兩組電池單元之間設置具有至少一個PTC加熱元件的電池模組加熱系統，使電池模組加熱系統的表面與電池單元的電池芯外殼或電極緊密接觸，對電池單元中的每個電池芯進行加熱，使電池芯升溫速率快，各電池芯之間的溫差小，提高加熱效率，減少能量消耗，在電池模組正常工作后，電池管理系統通過讀取PTC加熱元件的電阻值，從而實時獲取電池模組中每個電池單元的當前工作溫度，無需再使用其他溫度傳感器，減少了部件的設置，降低了生產成本。附圖說明圖1是本技術的電池模組加熱系統的外部結構示意圖。圖1-1是圖1的左視圖圖2是本技術的電池模組加熱系統的內部結構示意圖。圖3是本技術的電池模組加熱系統與電池模組之間的第一種連接結構示意圖。圖4是本技術的電池模組加熱系統與電池模組之間的第二種連接結構示意圖。圖5是本技術的電池模組加熱系統與電池模組之間的第三種連接結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本技術作進一步詳細說明。如圖1、1-1和圖2所示，本技術的電池模組加熱系統，包括與現有技術的電池管理系統連接的加熱系統2，它包括至少具有一個容置孔10的絕緣固定板4，絕緣固定板4可以為一個矩形板，絕緣固定板4可由塑料材料制成；在絕緣固定板4的容置孔10內設有至少一個或多個并聯的具有加熱以及檢測電池模組溫度的的PTC發熱元件3，PTC發熱元件3優選為PTC陶瓷熱敏電阻元件；PTC發熱元件3可平鋪在絕緣固定板4的容置孔10中，絕緣固定板4用于固定PTC發熱元件3，其具有一定的機械強度，具有比較高的耐溫性，具有絕緣性；在PTC發熱元件3的兩側表面上分別設有金屬電極板5，每塊金屬電極板5上均設有引腳8，兩塊金屬電極板5的表面與PTC發熱元件3的兩側表面緊密貼合的同時，PTC發熱元件3的正極還與其中一塊金屬電極板5表面接觸，負極與另一塊金屬電極板5的表面接觸，兩塊金屬電極板5的引腳8分別通過引線與電池管理系統連接，在金屬電極板5的外側表面上附著有絕緣薄膜6，保證加熱系統表面不帶電，實現加熱系統的第一級絕緣，在絕緣薄膜6的外側表面上設有導熱硅膠墊7，導熱硅膠墊7具有良好的導熱性和絕緣性，熱量可以迅速的傳到出來，并實現加熱系統的二級絕緣。當電池模組的工作環境為低溫(0攝氏度)狀態下時，PTC發熱元件3給電池模組加熱；當電池模組處于工作本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電池模組加熱系統，包括與電池管理系統連接的加熱系統(2)，其特征在于：所述加熱系統(2)包括絕緣固定板(4)以及至少設有一個或多個并聯的具有加熱以及檢測電池模組溫度的PTC發熱元件(3)，在絕緣固定板(4)上設有至少一個容置孔(10)，PTC發熱元件(3)設于絕緣固定板(4)的容置孔(10)內，所述PTC發熱元件(3)的兩側表面上分別設有金屬電極板(5)，PTC發熱元件(3)的兩側表面分別與金屬電極板(5)的內側面貼合，在兩塊金屬電極板(5)上分別設有一個引腳(8)，所述PTC發熱元件(3)的正極與其中一塊金屬電極板(5)表面接觸，負極與另一塊金屬電極板(5)的表面接觸，兩塊金屬電極板(5)的引腳(8)分別通過引線與電池管理系統連接，金屬電極板(5)的外側表面上設有絕緣薄膜(6)，絕緣薄膜(6)的外側表面上設有導熱硅膠墊(7)；當電池模組的工作環境為低溫狀態下時，PTC發熱元件(3)給電池模組加熱；當電池模組處于工作狀態時，電池管理系統通過讀取PTC發熱元件(3)的電阻值來獲取當前電池模組的溫度。

【技術特征摘要】
1.一種電池模組加熱系統，包括與電池管理系統連接的加熱系統(2)，其特征在于：所述加熱系統(2)包括絕緣固定板(4)以及至少設有一個或多個并聯的具有加熱以及檢測電池模組溫度的PTC發熱元件(3)，在絕緣固定板(4)上設有至少一個容置孔(10)，PTC發熱元件(3)設于絕緣固定板(4)的容置孔(10)內，所述PTC發熱元件(3)的兩側表面上分別設有金屬電極板(5)，PTC發熱元件(3)的兩側表面分別與金屬電極板(5)的內側面貼合，在兩塊金屬電極板(5)上分別設有一個引腳(8)，所述PTC發熱元件(3)的正極與其中一塊金屬電極板(5)表面接觸，負極與另一塊金屬電極板(5)的表面接觸，兩塊金屬電極板(5)的引腳(8)分別通過引線與電池管理系統連接，金屬電極板(5)的外側表面上設有絕緣薄膜(6)，絕緣薄膜(6)的外側表面上設有導熱硅膠墊(7)；當電池模組的工作環境為低溫狀態下時，PTC發熱元件(3)給電池模組加熱；當電池模組處于工作狀態時，電池管理系統通過讀取PTC發熱元件(3)的電阻值來獲取當前電池模組的溫度。2.根據權利要求1所述的電池模組加熱系統，其特征在于：所述PTC發熱元件(3)為PTC陶瓷熱敏電阻元件。3.根據權利要求1所述的電池模組...

【專利技術屬性】
技術研發人員：田峰業，趙軍，
申請(專利權)人：田峰業，
類型：新型
國別省市：廣東;44