加熱膜及電池模組的製作方法

2023-05-28 09:51:57

本實用新型涉及電池熱管理技術領域，具體而言，涉及一種加熱膜及電池模組。

背景技術：

電池模組作為電動汽車上的主要儲能元件，是電動汽車的關鍵部件，直接影響電動汽車的性能。目前的電池模組一般都是鋰電子動力電池，鋰離子動力電池雖然具有優異的功率輸出特性和長壽命等特點，但是鋰離子動力汽車電池的性能對溫度變化較敏感。車輛上的裝載空間有限，若車輛所需單體電池數目較大，單體電池必然均勻緊密排列連接。當車輛在高速、低速、加速、減速等交替變換的不同行駛狀況下運行時，電池模組會以不同倍率放電，以不同生熱速率產生大量熱量，但受空間影響，熱量分布不均勻。

由於發熱單體電池的密集擺放，電池模組的中間區域必然熱量聚集較多，邊緣區域較少，這樣必然會使得電池模組中周邊的單體電池與中間的單體電池出現溫差，導致各單體電池內阻和容量不一致。如果長時間累積，會造成部分單體電池過充電和過放電，進而影響單體電池的壽命與性能，並造成安全隱患。並且，在低溫下，單體電池內部的電化學反應由於受溫度影響不能夠正常運行，需要對電池包進行加熱。因此，為了使電池模組發揮最佳性能和壽命，需要提供一種加熱設施能為不同區域的單體電池提供不同熱量，避免電池模組周邊的單體電池與中間的單體電池出現溫差。

技術實現要素：

為了克服現有技術中的上述不足，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種加熱膜及電池模組，其能夠針對不同區域提供不同的熱功率。

就加熱膜而言，本實用新型的較佳實施例提供了一種加熱膜，所述加熱膜包括：

膜本體及設置於所述膜本體內的加熱絲；

所述膜本體分為第一膜本體區域及第二膜本體區域；

所述第二膜本體區域將所述第一膜本體區域包圍；

所述第二膜本體區域中設置的加熱絲在單位面積上產生的熱量比所述第一膜本體區域中設置的加熱絲在單位面積上產生的熱量大。

在本實用新型較佳的實施例中，所述加熱膜還包括：金屬電極，所述金屬電極外露於所述膜本體，所述金屬電極與所述加熱絲連接，在所述金屬電極外接電源時，為所述加熱絲提供能量。

在本實用新型較佳的實施例中，所述第一膜本體區域中電熱絲的材質與所述第二膜本體區域中電熱絲的材質相同，所述第二膜本體區域中電熱絲的分布密度大於所述第一膜本體區域中電熱絲的分布密度。

在本實用新型較佳的實施例中，所述第一膜本體區域中電熱絲的材質與所述第二膜本體區域中電熱絲的材質不同，所述第二膜本體區域中電熱絲的熱功率大於所述第一膜本體區域中電熱絲的熱功率。

在本實用新型較佳的實施例中，所述第一膜本體區域的加熱絲與第一外接電源電性連接，所述第二膜本體區域的加熱絲與第二外接電源電性連接。

就電池模組而言，本實用新型的較佳實施例提供了一種電池模組，所述電池模組包括：

多個電池包及設置於相鄰電池之間的加熱膜；

所述加熱膜包括膜本體及設置與所述膜本體內的加熱絲；

所述膜本體分為第一膜本體區域及第二膜本體區域；

所述第二膜本體區域將所述第一膜本體區域包圍；

所述第二膜本體區域中設置的加熱絲在單位面積上產生的熱量比所述第一膜本體區域中設置的加熱絲在單位面積上產生的熱量大；

所述加熱膜的第一膜本體區域與所述電池包接觸面的中心區域接觸，所述加熱膜的第二膜本體區域與所述電池包接觸面的四周區域接觸。

在本實用新型較佳的實施例中，所述加熱膜還包括：

金屬電極，所述金屬電極外露於所述膜本體，所述金屬電極與所述加熱絲連接，在所述金屬電極外接電源時，為所述加熱絲提供能量。

在本實用新型較佳的實施例中，所述第一膜本體區域中電熱絲的材質與所述第二膜本體區域中電熱絲的材質相同，所述第二膜本體區域中電熱絲的分布密度大於所述第一膜本體區域中電熱絲的分布密度。

在本實用新型較佳的實施例中，所述第一膜本體區域中電熱絲的材質與所述第二膜本體區域中電熱絲的材質不同，所述第二膜本體區域中電熱絲的熱功率大於所述第一膜本體區域中電熱絲的熱功率。

在本實用新型較佳的實施例中，所述第一膜本體區域的加熱絲與第一外接電源電性連接，所述第二膜本體區域的加熱絲與第二外接電源電性連接。

相對於現有技術而言，本實用新型提供的加熱膜及電池模組具有以下有益效果：

所述加熱膜包括膜本體及設置於所述膜本體內的加熱絲。所述膜本體分為第一膜本體區域及第二膜本體區域，所述第二膜本體區域將所述第一膜本體區域包圍。所述第二膜本體區域中設置的加熱絲在單位面積上產生的熱量比所述第一膜本體區域中設置的加熱絲在單位面積上產生的熱量大。與現有的加熱膜相比，這種加熱膜能夠針對不同區域提供的熱量，避免電池模組周邊的單體電池與中間的單體電池出現溫差。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應被看作是對範圍的限定，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的加熱膜結構示意圖。

圖2為本實用新型實施例提供的加熱膜的一種結構示意圖。

圖3為本實用新型實施例提供的加熱膜的另一種結構示意圖。

圖4為本實用新型實施例提供的加熱膜的其他種結構示意圖。

圖5為本實用新型實施例提供的電池模組的分解示意圖。

圖標：10-電池模組；100-加熱膜；101-膜本體；110-第一膜本體區域；120-第二膜本體區域；131-第一外接電源；133-第二外接電源；140-金屬電極；200-電池包；211-中心區域；213-四周區域。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本實用新型的範圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例。基於本實用新型的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。同時，在本實用新型的描述中，術語「第一」、「第二」等僅用於區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

請參照圖1，圖1是本實用新型較佳實施例提供的加熱膜100結構示意圖。所述加熱膜100用於為電池提供熱量。所述加熱膜100包括膜本體101及設置於所述膜本體101內的加熱絲。

所述膜本體101包括第一膜本體區域110及第二膜本體區域120。其中，所述第二膜本體區域120將所述第一膜本體區域110包圍。所述第二膜本體區域120中設置的加熱絲在單位面積上產生的熱量比所述第一膜本體區域110中設置的加熱絲在單位面積上產生的熱量大。

所述膜本體101由耐高溫絕緣材料製成。所述加熱絲由導電材料製成，所述加熱絲的材料可以是，但不限於，鐵鉻鋁、鎳鉻電熱合金等。目前，加熱絲分為鐵鉻鋁電熱絲和鎳鉻電熱絲。鐵鉻鋁合金的優點是：使用溫度高，最高使用溫度可達1400度，使用壽命長、表面負荷高、抗氧化性能好、電阻率高，價格便宜等，缺點是：主要是高溫強度低，隨著使用溫度升高其塑性增大，元件易變形，不易彎曲和修復。

而鎳鉻電熱合金系列的優點是：高溫強度較鐵鉻鋁高，高溫使用下不易變形，其結構不易改變，塑性較好，易修復，其輻射率高，無磁性，耐腐蝕性強，使用壽命長等，缺點是：由於採用較稀缺的鎳金屬材料製成，故該系列產品價格高出鐵鉻鋁最多達幾倍，使用溫度較鐵鉻鋁低。

請再次參照圖1，所述加熱膜100還包括金屬電極140。所述金屬電極140外露於所述膜本體101。所述金屬電極140與所述加熱絲連接。在所述金屬電極140外接電源時，為所述加熱絲提供能量，進而產生熱量。

在本實用新型的一種實施方式中，所述加熱絲與外接電源之間設置有控制所述迴路通斷的控制部件。所述控制部件可以是溫度繼電器。當電熱絲提供的熱量達到預設溫度值時，控制部件切斷電熱絲與外接電源的連接。

下面將詳細闡述如何使所述第二膜本體區域120中設置的加熱絲在單位面積上產生的熱量比所述第一膜本體區域110中設置的加熱絲在單位面積上產生的熱量大。

請參照圖2，圖2為本實用新型實施例提供的加熱膜100的一種結構示意圖。在本實施例的第一種實施方式中，所述第一膜本體區域110中電熱絲的材質與所述第二膜本體區域120中電熱絲的材質相同，所述第二膜本體區域120中電熱絲的分布密度大於所述第一膜本體區域110中電熱絲的分布密度。

所述第一膜本體區域110中的電熱絲與所述第二膜本體區域120中的電熱絲串聯，再通過所述金屬電極140與外接電源連接，形成迴路，從而提供熱量。

所述第二膜本體區域120中電熱絲的分布密度大於所述第一膜本體區域110中電熱絲的分布密度，單位面積上所述第二膜本體區域120中電熱絲的電阻值大於所述第一膜本體區域110中電熱絲的電阻值。

所述迴路中，所述第二膜本體區域120中電熱絲、第一膜本體區域110中的電熱絲串聯後連接同一外接電源。當所述外接電源提供恆定的電流時，根據公式：P＝I2R，所述第二膜本體區域120中電熱絲在單位面積上產生的熱量大於所述第一膜本體區域110中電熱絲在單位面積上產生的熱量。

在本實施例的第二種實施方式中，所述第一膜本體區域110中電熱絲的材質與所述第二膜本體區域120中電熱絲的材質不同，所述第二膜本體區域120中電熱絲的熱功率大於所述第一膜本體區域110中電熱絲的熱功率。

所述第一膜本體區域110中的電熱絲與所述第二膜本體區域120中的電熱絲串聯，再通過所述金屬電極140與外接電源連接，形成迴路，從而提供熱量。

所述第一膜本體區域110中電熱絲的材質與所述第二膜本體區域120中電熱絲的材質不同。比如，第二膜本體區域120中電熱絲的電阻率大於第一膜本體區域110中電熱絲的電阻率。使得單位面積上所述第二膜本體區域120中電熱絲的電阻值大於所述第一膜本體區域110中電熱絲的電阻值。從而所述第二膜本體區域120中電熱絲在單位面積上產生的熱量大於所述第一膜本體區域110中電熱絲在單位面積上產生的熱量。

請參照圖3，圖3為本實用新型實施例提供的加熱膜的另一種結構示意圖。在本實施例的第三種實施方式中，所述第一膜本體區域110的加熱絲與第一外接電源131電性連接，所述第二膜本體區域120的加熱絲與第二外接電源133電性連接。

所述第一膜本體區域110的加熱絲的分布密度與所述第二膜本體區域120的加熱絲的材質及分布密度相同。在本實施例中的一種實施方式中，所述第一外接電源131、第二外接電源133均提供恆定的電流。調節第二外接電源133提供的電流值大於所述第一外接電源131提供的電流值。進而使得所述第二膜本體區域120中電熱絲在單位面積上產生的熱量大於所述第一膜本體區域110中電熱絲在單位面積上產生的熱量。

請參照圖4，在本實施例的第四種實施方式中，所述第二膜本體區域120中電熱絲的分布密度大於所述第一膜本體區域110中電熱絲的分布密度。所述第一膜本體區域110的加熱絲與第一外接電源131電性連接，所述第二膜本體區域120的加熱絲與第二外接電源133電性連接。

所述第一膜本體區域110中電熱絲的材質的電阻率可以大於或等於或小於所述第二膜本體區域120中電熱絲的材質的電阻率。在本實施例中的一種實施方式中，通過控制所述第一外接電源131、第二外接電源133提供的電流值，使得所述第二膜本體區域120中電熱絲在單位面積上產生的熱量大於所述第一膜本體區域110中電熱絲在單位面積上產生的熱量。

請參照圖5，本實用新型的實施例還提供一種電池模組10。所述電池模組10包括：多個電池包200及設置於相鄰電池包200之間的加熱膜100。所述電池包200包括多個單體電池。

所述加熱膜100包括膜本體101及設置與所述膜本體101內的加熱絲。所述膜本體101分為第一膜本體區域110及第二膜本體區域120，所述第二膜本體區域120將所述第一膜本體區域110包圍。所述第二膜本體區域120中設置的加熱絲在單位面積上產生的熱量比所述第一膜本體區域110中設置的加熱絲在單位面積上產生的熱量大。

所述加熱膜100的第一膜本體區域110與所述電池包200接觸面的中心區域211接觸，所述加熱膜100的第二膜本體區域120與所述電池包200接觸面的四周區域213接觸。

在本實用新型的實施例中，所述加熱膜100還包括：

金屬電極140，所述金屬電極140外露於所述膜本體101，所述金屬電極140與所述加熱絲連接，在所述金屬電極140外接電源時，為所述加熱絲提供能量。

在本實用新型的實施例中，所述第一膜本體區域110中電熱絲的材質與所述第二膜本體區域120中電熱絲的材質相同，所述第二膜本體區域120中電熱絲的分布密度大於所述第一膜本體區域110中電熱絲的分布密度。

在本實用新型的實施例中，所述第一膜本體區域110中電熱絲的材質與所述第二膜本體區域120中電熱絲的材質不同，所述第二膜本體區域120中電熱絲的熱功率大於所述第一膜本體區域110中電熱絲的熱功率。

在本實用新型的實施例中，所述第一膜本體區域110的加熱絲與第一外接電源131電性連接，所述第二膜本體區域120的加熱絲與第二外接電源133電性連接。

在本實用新型的一種實施方式中，所述加熱膜100可以通過膠粘劑粘結於所述電池包200上。相鄰電池包200之間均設置有所述加熱膜100。

綜上所述，本實用新型提供一種加熱膜及電池模組。所述加熱膜包括膜本體及設置於所述膜本體內的加熱絲。所述膜本體分為第一膜本體區域及第二膜本體區域，所述第二膜本體區域將所述第一膜本體區域包圍。所述第二膜本體區域中設置的加熱絲的熱功率比所述第一膜本體區域中設置的加熱絲的熱功率大。與現有的加熱膜相比，這種加熱膜能夠針對不同區域提供不同的熱量，避免電池模組周邊的單體電池與中間的單體電池出現溫差。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。