一种电池模组加热系统以及电池模组技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电池模组加热系统以及电池模组，要解决的技术问题是使得加热更加均匀快速，提高加热效率，无需再使用其他温度传感器，减少了部件的设置。本实用新型专利技术包括与电池管理系统连接的加热系统，加热系统包括绝缘固定板、具有加热以及检测电池模组温度的PTC发热元件，PTC发热元件设于绝缘固定板的容置孔内，PTC发热元件两侧表面上分别设有金属电极板，PTC发热元件两侧表面分别与金属电极板的内侧面贴合，两块金属电极板引脚分别通过引线与电池管理系统连接，金属电极板外侧表面上设有绝缘薄膜，绝缘薄膜的外侧表面上设有导热硅胶垫。本实用新型专利技术的电池模块包括电池单元以及上述的电池模组加热系统。与现有技术相比，电池芯升温速率快，降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种动力电池，尤其为一种用于纯电动车或混合动力车以及储存电能设备的电池模组加热系统以及电池模组。
技术介绍
目前纯电动及油电混合动力车在我们的生活中出现越来越多，现有及未来的纯电动及油电混合动力车大多采用锂离子动力电池作为动力来源，而锂离子电池在高、低温下的性能、可靠性及寿命较常温时有较大幅度的下降。当在低温环境下使用电池模组时，必须使用加热系统给电池模组加热，使电池芯达到合适的温度再开始充放电工作。锂离子电池模组在使用一段时间后，各个电池芯会有不同程度的老化，其内阻会变大，个别电池芯内阻变化幅度远远超过平均值，在放电时会产生大量的热，尤其是高温环境下，热量更容易积聚，必须使其及时散热，使电池芯达到合适的温度。同样，电力储能设备的电池模组也存在以上问题。目前市场上的电池加热方式一般为循环液体加热或暖风加热以及在电池周围布置PET加热膜、硅胶加热板、PTC加热板等，循环液体加热方式存在结构复杂、效率低、可靠性低、成本高等缺点，暖风加热存在升温速度慢、温度不均匀、容易产生热积聚、能耗高等缺点，这两种方式使用越来越少,更多是使用PET加热膜、硅胶加热板或PTC加热板等加热方式。PET加热膜和硅胶加热板这两种方式有以下缺点：PET加热膜和硅胶加热板内部发热部件为电热合金丝，温度不易控制，局部温差大，易损坏绝缘层造成漏电，从而容易引发安全事故；PTC加热板有以下缺点：(如申请号为201510634026.6的专利技术专利申请)。1、升温速率慢，局部温差大由于PTC加热板贴在电池组的外部，热量传递到电池组中心部位所需时间较长，使得电池组中心部位升温速率较慢；同时导致电池组各个电池芯温差较大，对电池的性能和寿命有较大影响。2、加热效率低和耗能多PTC加热板因其两面都发热的结构会把很大一部分热量传递到电池组外壳和空气中，致使加热效率低，消耗电能多。3、安全性差PTC加热板置于电池模组表面，即将电池组或电池芯正、负极延伸到外壳表面，加热板给正、负极加热，再将热量传导至模组内部，一个加热板一般同时接触多个电池组或电池芯的正、负极，若加热板长期使用在振动环境中，其绝缘外层会受损，则可能导致电池的正、负极短路，造成电池损坏，引发安全事故。4、PTC加热板重量大，PTC加热板采用铝合金作为固定PTC发热元件以及散热的机构件，单位密度大，增加了电池模组的整体重量，降低了电池模组的比能量参数，影响车辆的续航里程。以上加热器要和外置的多个温度传感器同时使用，温度传感器将信号传输到电池管理系统(即BMS)，电池管理系统(即BMS)判断是否让加热器工作，使电池保持在合理的温度范围。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种电池模组加热系统以及电池模组，要解决的技术问题是使得加热更加均匀快速，提高加热效率，缩短加热时间，减少能量消耗，使得电池模组更加安全可靠，电池管理系统通过读取PTC加热元件的电阻值，从而实时获取电池模组中每个电池单元的当前工作温度，无需再使用其他温度传感器，减少了部件的设置，降低了生产成本。为解决上述问题，本技术采用以下技术方案实现：一种电池模组加热系统，包括与电池管理系统连接的加热系统，所述加热系统包括绝缘固定板以及至少设有一个或多个并联的具有加热以及检测电池模组温度的PTC发热元件，在绝缘固定板上设有至少一个容置孔，PTC发热元件设于绝缘固定板的容置孔内，所述PTC发热元件的两侧表面上分别设有金属电极板，PTC发热元件的两侧表面分别与金属电极板的内侧面贴合，在两块金属电极板上分别设有一个引脚，所述PTC发热元件的正极与其中一块金属电极板表面接触，负极与另一块金属电极板的表面接触，两块金属电极板的引脚分别通过引线与电池管理系统连接，金属电极板的外侧表面上设有绝缘薄膜，绝缘薄膜的外侧表面上设有导热硅胶垫；当电池模组的工作环境为低温状态下时，PTC发热元件给电池模组加热；当电池模组处于工作状态时，电池管理系统通过读取PTC发热元件的电阻值来获取当前电池模组的温度。本技术所述的PTC发热元件为PTC陶瓷热敏电阻元件。本技术所述的绝缘固定板为塑料材料制成。本技术所述的绝缘固定板上的容置孔设有二个以上，两个以上的容置孔间隔设置在绝缘固定板上，相邻两个容置孔之间均设有绝缘部，PTC发热元件分别设于容置孔内。一种电池模组，包括若干组电池单元，所述电池模组还包括电池模组加热系统，每组电池单元的电池芯外壳至少有一侧或电池单元的其中一正/负电极与加热系统的其中一侧表面紧密接触，所述加热系统与电池单元之间通过紧固件紧固。本技术所述的PTC发热元件为PTC陶瓷热敏电阻元件。本技术所述的绝缘固定板为塑料材料制成。本技术的相邻的电池单元的电极分别相对设置。本技术的每组电池单元的其中一正/负电极与加热系统的其中一侧表面紧密接触。本技术所述的紧固件为螺杆。本技术与现有技术相比，通过在两组电池单元之间设置具有至少一个PTC加热元件的电池模组加热系统，使电池模组加热系统的表面与电池单元的电池芯外壳或电极紧密接触，对电池单元中的每个电池芯进行加热，使电池芯升温速率快，各电池芯之间的温差小，提高加热效率，减少能量消耗，在电池模组正常工作后，电池管理系统通过读取PTC加热元件的电阻值，从而实时获取电池模组中每个电池单元的当前工作温度，无需再使用其他温度传感器，减少了部件的设置，降低了生产成本。附图说明图1是本技术的电池模组加热系统的外部结构示意图。图1-1是图1的左视图图2是本技术的电池模组加热系统的内部结构示意图。图3是本技术的电池模组加热系统与电池模组之间的第一种连接结构示意图。图4是本技术的电池模组加热系统与电池模组之间的第二种连接结构示意图。图5是本技术的电池模组加热系统与电池模组之间的第三种连接结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步详细说明。如图1、1-1和图2所示，本技术的电池模组加热系统，包括与现有技术的电池管理系统连接的加热系统2，它包括至少具有一个容置孔10的绝缘固定板4，绝缘固定板4可以为一个矩形板，绝缘固定板4可由塑料材料制成；在绝缘固定板4的容置孔10内设有至少一个或多个并联的具有加热以及检测电池模组温度的的PTC发热元件3，PTC发热元件3优选为PTC陶瓷热敏电阻元件；PTC发热元件3可平铺在绝缘固定板4的容置孔10中，绝缘固定板4用于固定PTC发热元件3，其具有一定的机械强度，具有比较高的耐温性，具有绝缘性；在PTC发热元件3的两侧表面上分别设有金属电极板5，每块金属电极板5上均设有引脚8，两块金属电极板5的表面与PTC发热元件3的两侧表面紧密贴合的同时，PTC发热元件3的正极还与其中一块金属电极板5表面接触，负极与另一块金属电极板5的表面接触，两块金属电极板5的引脚8分别通过引线与电池管理系统连接，在金属电极板5的外侧表面上附着有绝缘薄膜6，保证加热系统表面不带电，实现加热系统的第一级绝缘，在绝缘薄膜6的外侧表面上设有导热硅胶垫7，导热硅胶垫7具有良好的导热性和绝缘性，热量可以迅速的传到出来，并实现加热系统的二级绝缘。当电池模组的工作环境为低温(0摄氏度)状态下时，PTC发热元件3给电池模组加热；当电池模组处于工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池模组加热系统，包括与电池管理系统连接的加热系统(2)，其特征在于：所述加热系统(2)包括绝缘固定板(4)以及至少设有一个或多个并联的具有加热以及检测电池模组温度的PTC发热元件(3)，在绝缘固定板(4)上设有至少一个容置孔(10)，PTC发热元件(3)设于绝缘固定板(4)的容置孔(10)内，所述PTC发热元件(3)的两侧表面上分别设有金属电极板(5)，PTC发热元件(3)的两侧表面分别与金属电极板(5)的内侧面贴合，在两块金属电极板(5)上分别设有一个引脚(8)，所述PTC发热元件(3)的正极与其中一块金属电极板(5)表面接触，负极与另一块金属电极板(5)的表面接触，两块金属电极板(5)的引脚(8)分别通过引线与电池管理系统连接，金属电极板(5)的外侧表面上设有绝缘薄膜(6)，绝缘薄膜(6)的外侧表面上设有导热硅胶垫(7)；当电池模组的工作环境为低温状态下时，PTC发热元件(3)给电池模组加热；当电池模组处于工作状态时，电池管理系统通过读取PTC发热元件(3)的电阻值来获取当前电池模组的温度。

【技术特征摘要】
1.一种电池模组加热系统，包括与电池管理系统连接的加热系统(2)，其特征在于：所述加热系统(2)包括绝缘固定板(4)以及至少设有一个或多个并联的具有加热以及检测电池模组温度的PTC发热元件(3)，在绝缘固定板(4)上设有至少一个容置孔(10)，PTC发热元件(3)设于绝缘固定板(4)的容置孔(10)内，所述PTC发热元件(3)的两侧表面上分别设有金属电极板(5)，PTC发热元件(3)的两侧表面分别与金属电极板(5)的内侧面贴合，在两块金属电极板(5)上分别设有一个引脚(8)，所述PTC发热元件(3)的正极与其中一块金属电极板(5)表面接触，负极与另一块金属电极板(5)的表面接触，两块金属电极板(5)的引脚(8)分别通过引线与电池管理系统连接，金属电极板(5)的外侧表面上设有绝缘薄膜(6)，绝缘薄膜(6)的外侧表面上设有导热硅胶垫(7)；当电池模组的工作环境为低温状态下时，PTC发热元件(3)给电池模组加热；当电池模组处于工作状态时，电池管理系统通过读取PTC发热元件(3)的电阻值来获取当前电池模组的温度。2.根据权利要求1所述的电池模组加热系统，其特征在于：所述PTC发热元件(3)为PTC陶瓷热敏电阻元件。3.根据权利要求1所述的电池模组...

【专利技术属性】
技术研发人员：田峰业，赵军，
申请(专利权)人：田峰业，
类型：新型
国别省市：广东;44